切应力互等定理
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1. 纯剪切
图1(a)所示为一等壁厚δ 的薄壁圆管,在薄壁圆管的两端施加一对反向等值的力偶(图(b)),圆管产生扭转。

图 1 薄壁圆筒扭转实验结果
m-m和n-n两个截面之间的所有小矩形方格的左右两个侧面产生相对错动,矩形变成平行四边形,这种变形称为剪切变形。
从一个变形体中取出的一个微小六面体上,只有四个侧面上作用着切应力,而该单元体的所有截面上均再无其他应力作用(图(d)),这种应力状态称为纯剪切应力状态。
由于管壁很薄,可以认为切应力沿壁厚是均匀分布的(图(c)),此时

2.切应力互等定理
在相互垂直的两个平面上,切应力必然成对存在,且大小相等。切应力的方向都垂直于两个平面的交线,且共同指向或共同背离这一交线。这就是切应力互等定理(图(d))。
3.剪切胡克定律
通过薄壁圆管的扭转试验的应力-应变曲线(图2),表明切应力不超过剪切比例极限时,切应力与切应变成正比,即


图 2 薄壁圆管的扭转试验的应力-应变曲线
上式称为剪切胡克定律。式中比例常数G称为切变模量。

