19.11 : التواء الأعضاء غير الدائرية

تحافظ الأعمدة الدائرية التي تخضع للضغط الالتوائي على سلامة مقطعها العرضي بسبب طبيعتها المتماثلة المحورية. يضمن هذا التناظر توزيعًا متساويًا للضغط، مما يسمح للعمود بمقاومة الالتواء دون تشويه. في المقابل، فإن القضبان المربعة، التي تفتقر إلى هذا التماثل المحوري، تواجه تشوهًا كبيرًا عبر مقاطعها العرضية عند تعرضها للالتواء، باستثناء طول أقطارها وعند الخطوط التي تربط نقاط المنتصف. يكشف الفحص التفصيلي لعنصر مكعب في زاوية المقطع العرضي للقضيب المربع أن جوانبه المواجهة للخارج، والتي تعد جزءًا من الجزء الخارجي للقضيب، خالية من الإجهاد. وهذا يدل على أن الضغط الواقع على هذه السطوح وعند زوايا المقطع العرضي يكون صفراً، مما يؤدي إلى استنتاج أن إجهاد القص لا يتوزع خطياً مع المسافة من المحور في مثل هذه القضبان.

يمكن تعميم ذلك على الأعمدة ذات المقاطع العرضية المستطيلة. في هذه الحالة، يصل إجهاد القص إلى ذروته على طول الخط المركزي للوجه الأوسع للقضيب. يعتمد هذا الضغط الأقصى بالإضافة إلى زاوية الالتواء، على أبعاد القضيب ولا سيما أعراض أوجهه الأوسع والأضيق. يتضمن تحديد هذه القيم معاملات محددة، يشار إليها بـ c_1 وc_2 ، والتي يتم حسابها بناءً على نسبة أبعاد وجه القضيب

يسلط هذا الحساب الضوء على العلاقة بين الخصائص الهندسية للقضيب واستجابته للتحميل الالتوائي، مما يؤكد أهمية النظر في شكل وأبعاد المواد عند تقييم سلوكها تحت الالتواء.