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在材料力学中，扭转变形是杆件的一种基本形式，其受力特点是杆件两端作用着一对大小相等、方向相反、且作用面垂直于杆件轴线的外力偶。这种受力模式使杆件的任意两个横截面绕轴线产生相对转动，而纵向线则变成螺旋线。

以扭转变形为主的直杆件通常称为“轴”，其中横截面为圆形的称为圆轴。横截面上由扭矩作用产生的内力称为扭矩，其大小可通过截面法求得，并常用扭矩图来表示沿杆轴线各横截面上扭矩的变化规律。

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在弹性范围内，圆轴扭转时横截面上会产生剪切应力，即扭转应力。其分布规律是：应力大小与该点到圆心的距离成正比，方向垂直于半径，因此外表面的剪应力最大，圆心处为零。最大剪应力的计算公式为 τ_max = T / W_t，其中T为扭矩，W_t为抗扭截面系数。

为了确保安全，圆轴需满足强度条件（最大剪应力不超过许用值）和刚度条件（单位长度扭转角不超过许用值）。此外，通过扭转试验可以测定材料的剪切模量、屈服强度等关键力学性能参数。

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