Данная задача является более сложной, чем предыдущая, т.к. здесь не справедлива гипотеза плоских сечений. Отдельные точки сечения перемещаются вдоль оси стержня, и все сечение в целом перестает быть плоским. Происходит так называемая депланация сечения (рис. 3.15).
Рис. 3.15 Рис. 3.16
Точное решение данной задачи дается в курсе теории упругости. Здесь приведем только окончательные результаты для стержня прямоугольного сечения. На рис 3.16 приведены эпюры для сечений по осям и диагоналям прямоугольного сечения.
Наибольшие касательные напряжения будут в середине длинной стороны прямоугольника.
; .
причем .
Угол закручивания равен
; .
Входящие в эти формулы коэффициенты зависят от отношения сторон и даны в таблице 1.
Таблица 1
1.5 | 1.75 | 2.5 | |||||||||
0.208 | 0.231 | 0.239 | 0.246 | 0.258 | 0.267 | 0.282 | 0.299 | 0.307 | 0.313 | 0.333 | |
0.141 | 0.196 | 0.214 | 0.229 | 0.249 | 0.263 | 0.281 | 0.299 | 0.307 | 0.313 | 0.333 | |
1.000 | 0.859 | 0.820 | 0.795 | 0.766 | 0.753 | 0.745 | 0.743 | 0.742 | 0.742 | 0.742 |