非円形部材のねじれ

ねじり荷重中、円形シャフトの断面は軸対称であるため、平面のままで歪みません。

ただし、正方形のバーには軸対称がないため、対角線とその断面の中点を結ぶ線を除いて、その断面の線は、バーをねじると歪んでしまいます。

ねじれの正方形のバーの断面の角にある小さな立方体要素について考えます。各軸に垂直な要素の面はバーの自由サーフェスの一部であるため、これらの面と断面のコーナーに対するすべての応力はゼロです。

そのため、ここでは、せん断応力が軸からの距離によって直線的に変化するとは想定できません。

最大せん断応力は、バーの広い面の中心線に沿って発生し、その幅の広い面と狭い面の幅で表すことができます。同様に、ねじれの角度もこれら 2 つの幅で定義されます。

ここで、係数 c1 と c2 は、2 つの面の寸法の比率にのみ依存します。