型钢原理资料出现扭转时,常会同时出现warping,中文通常称翘曲。两个词相邻,并不表示它们只是在重复“转了一下”。曼彻斯特大学《Shear and Torsion》教学页先定义扭转,再分别讨论截面是否保持平面,为理解这层差别提供了一个具体入口。
页面把绕构件纵轴施加的力矩称为扭矩,并说明它使构件趋于绕该轴扭转。这句话关注变化绕哪条轴发生。接下来对圆轴或闭口圆截面构件的描述,则关注另一组几何性质:原来的平面圆截面仍保持平面,端部仍平坦,截面仍与纵轴垂直,构件长度和半径保持不变。这里采用的是教学页所列的圆截面情形,不能把“闭口圆”中的“圆”删掉,再扩成一切闭口截面的共同表现。
对于非圆截面或开口截面,原页给出的说明不同:原先的平面截面不再保持平面,这种畸变称为翘曲。作者随后用纵向纤维变形不相等来解释。这让截面整体朝向与截面内部的几何变化成为两件需要分别描述的事;只写构件绕轴扭转,还没有交代原来位于同一截面内的材料是否仍能落在同一个平面里。
这种区别可以从文字本身理解。一个平面即使改变了方向,仍可能是平面;“不再保持平面”却增加了内部几何变化这一层信息。因此,读到扭转一词,不能自动替来源补上已经观察到翘曲;反过来,若把翘曲只翻成截面转过一个角度,也会漏掉作者专门解释的纵向不等变形。这里是在分析两个定义的关系,没有计算真实型钢的变形。
教学页的第一个模型采用矩形截面的海绵。作者报告的观察包括,原来标示截面的线不再笔直,原纵向与竖向标线之间也不再保持直角。这些是原作者对教学模型的描述,本文没有进行演示、观看图片或把模型观察当作某批钢材的实测结果。它的解释价值在于提醒读者:截面与纵向标记的变化,比一个笼统的“扭了”包含更多几何信息。
对型钢资料整理者,扭矩作用的轴、截面的形状,以及是否发生纵向不等变形,应随着各自定义保留下来。该教学页首次发布日期未确认,本篇只采用定义和第一模型的文字观察,不转写实验步骤,也不讨论截面设计、应力、承载或施工。把旋转与翘曲分清,能够让资料中的几何描述更准确,却不能由此替实际构件作工程判断。
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