19.1 : Tensões em um Eixo

O eixo PQ está sujeito a uma força de torção quando torques iguais e opostos são aplicados em ambos os lados. Uma seção que corta perpendicularmente ao eixo do eixo em qualquer ponto arbitrário R é examinada para entender isso. Quando o diagrama de corpo livre do segmento QR é analisado, ele revela as forças de cisalhamento exercidas pela porção PR sobre o segmento QR à medida que o eixo sofre torção.

A aplicação de condições de equilíbrio ao segmento QR estabelece que as forças de cisalhamento internas dentro da seção se correlacionam diretamente com o torque interno. Aqui, 'r' significa a distância perpendicular do eixo do eixo à força de cisalhamento. A seguir, é levado em consideração um elemento de pequena área do eixo. A força de cisalhamento pode ser expressa como a multiplicação da tensão de cisalhamento e do elemento de área. Ao substituir esta relação, deriva-se uma expressão para o torque em termos de tensão de cisalhamento.

Esta relação derivada deve ser verdadeira para as tensões de cisalhamento em qualquer seção transversal do eixo. No entanto, não fornece informações sobre a distribuição destas tensões ao longo da secção transversal. Por último, é importante notar que a distribuição das tensões de cisalhamento num eixo elástico não pode ser determinada apenas pela estática. Requer análise de deformação para determinação precisa.