7自由度/翘曲扭转相关基本概念

圣维南扭矩（也称为：纯扭矩/自由扭矩/主扭矩）。自由扭转时，扭矩在截面内产的剪应力如图1.2所示，剪应力之和等于扭矩。该扭矩经常被成为“纯扭矩”或“自由扭矩”，但也经常被成为圣维南扭矩，因为相关理论最早由圣维南提出并发展。RFEM6软件中称为主扭矩，并用M_T,pri表示，RFEM5用T_pri表示。

当受扭杆件的截面翘曲变形被约束时，除了上面的剪应力外，杆件内部还会产生正应力和附加剪应力，变形后翼缘中线不再是直线。约束扭转除了产生圣维南扭矩（纯扭矩/自由扭矩/主扭矩）还会产生双力矩和翘曲扭矩（弯曲扭矩/约束扭矩/次扭矩）。为了更好的理解约束扭转，请看下面图示的杆件变形及应力：

图1.3

图1.4-正应力组成

图1.5-剪应力组成

如果将梁从中间断开，左半部分将和前面图1.1变形一致，而右侧也将自由扭转，只是方向相反。那么中间截面左右两边的翘曲变形将会沿着相反的方向，但是图1.3中的梁在中间是连续的，而且左右两侧的扭矩大小相等，翘曲变形被完全约束了。因此梁的上下翼缘在其平面内发生了弯曲变形，而且上下翼缘的弯曲方向相反，正是这个变形产生了截面内的正应力和剪应力，如下图所示。