وقتی به یک عضو گشتاور وارد می‌شود، مقاطع عرضی آن شروع به چرخیدن نسبت به هم می‌کنند.

این چرخش باعث ایجاد تنش برشی در داخل مقطع می‌شود.

نکته مهم:
در پیچش، تنش نرمال نداریم.
تنش غالب، تنش برشی است.

رفتار تنش در سطح مقطع

تنش در مرکز مقطع صفر است.
هرچه از مرکز دورتر شویم، تنش بیشتر می‌شود.
بیشترین تنش در لبه بیرونی رخ می‌دهد.

رابطه اصلی تنش پیچشی:

tau = (T × r) / J

که در آن:

T = گشتاور
r = فاصله از مرکز
J = مقاومت هندسی مقطع در برابر پیچش

بیشترین تنش زمانی رخ می‌دهد که r برابر شعاع خارجی باشد.

چرا شکل مقطع مهم است؟

چون مقدار J به شکل هندسی مقطع بستگی دارد.

نکته مهندسی مهم:

اگر ماده را از مرکز برداریم و به بیرون منتقل کنیم (مثل مقطع توخالی)،
مقاومت پیچشی افزایش می‌یابد ولی وزن کاهش پیدا می‌کند.

به همین دلیل در صنعت بیشتر از شفت‌های توخالی استفاده می‌شود.

طراحی مهندسی در پیچش

در طراحی ما معمولاً این اطلاعات را داریم:

• جنس ماده (و تنش مجاز آن)

• ابعاد مقطع

• نوع تکیه‌گاه

هدف ما این است که:

حداکثر گشتاور قابل تحمل را به دست آوریم
یا قطر مناسب را طراحی کنیم

رابطه اصلی طراحی:

T = (tau_max × J) / R

با این رابطه می‌توانیم گشتاور مجاز را تعیین کنیم.

ک در ویدیو زیر کامل مورد بررسی قرار دادیم