10.3.4. Кручение

   Схема нагружения кручением показана на рис. 10.18,б. Внешние силы, образующие момент относительно оси элемента конструкции, вызывают его деформации, которые заключаются в плоском повороте поперечных сечений друг относительно друга. Продольная линия, нанесенная на поверхность элемента конструкции, нагруженного кручением (рис. 10.18,а), принимает форму винтовой.

Рис. 10.18. Нагружение кручением

    В любом поперечном сечении круглого стержня (рис. 10.19,а) при скручивании точка А на его поверхности стремится занять положение, отмеченное точкой А', а точка Б - положение Б'. Этому перемещению будут препятствовать внутренние силы - касательные напряжения (напряжения сдвига) τ, направленные вдоль кольцевых линий. Очевидно, что напряжения по сечению распределятся неравномерно (рис. 10.19,б). Они максимальны в крайних точках и снижаются до нуля на осевой линии. Несущая способность сплошного стержня используется не полностью (в центре материал недогружен).
   Наиболее рациональным конструктивным элементом, предназначенным для восприятия кручения, является тонкостенная оболочка, по толщине которой (рис. 10.19,в) напряжения τ распределены практически равномерно.    Однако нагружение кручением тонкостенной оболочки (рис. 10.20,а) может привести к потере устойчивости с образованием равномерно расположенных в окружном направлении вмятин, идущих от одного торца к другому по винтовым линиям 1.

Рис. 10.19. Напряжение при кручении	Рис. 10.20. Кручение тонкостенной оболочки

   Для повышения несущей способности такой оболочки ее необходимо подкреплять в направлении возможной потери устойчивости (подкрепление геодезического типа - рис. 10.20,б). Из технологических соображений подкрепление чаще ведется в продольном и поперечном направлениях (как на рис. 10.14), т. е. окантовывается клетка 2 (рис. 10.20,а), подверженная сдвигу при кручении.