Tensione tangenziale e angolo di torsione.
Scegli una sezione — circolare piena, circolare cava o rettangolare — quindi inserisci la coppia applicata, la lunghezza dell'elemento e il modulo di taglio G (circa 79.300 MPa per l'acciaio e 26.000 MPa per l'alluminio 6061 nel database materiali).
Per un albero pieno il momento polare è J = πd⁴/32 e la tensione di taglio di picco è τ = 16T/(πd³); un albero cavo usa J = π(D⁴ − d⁴)/32 con la tensione valutata al raggio esterno. Poiché la tensione cala con il cubo del diametro, un modesto aumento di dimensione produce una grande riduzione di tensione.
Le barre rettangolari non hanno un momento polare semplice: lo strumento interpola i coefficienti α e β dalla classica tabella del rapporto delle dimensioni (α = 0,208, β = 0,141 per un quadrato, entrambi tendenti a 0,333 per una striscia sottile) e applica τ = T/(α·b·t²) e θ = TL/(β·b·t³·G). L'angolo di torsione è riportato sia in radianti sia in gradi.
La tensione di taglio varia linearmente con il raggio, quindi il materiale vicino al centro porta quasi nulla ma aggiunge peso. Un tubo mantiene il materiale all'esterno dove lavora di più: forare un nucleo di metà del diametro esterno rimuove solo 1/16 di J (che dipende da D⁴ − d⁴) risparmiando un quarto del peso.
θ = TL/(GJ) in radianti è quanto un'estremità ruota rispetto all'altra, mostrato anche in gradi. Cresce linearmente con lunghezza e coppia, e inversamente con la rigidezza GJ — utile per alberi di trasmissione ed elementi meccanici dove l'allineamento conta quanto la resistenza.
Le formule degli alberi tondi non si applicano. Il calcolatore interpola i coefficienti α e β dal rapporto delle dimensioni b/t — 0,208 e 0,141 per un quadrato, salendo verso 0,333 man mano che la barra si appiattisce in striscia — poi usa τ = T/(α·b·t²). La tensione di picco si verifica nel punto medio del lato lungo, non agli angoli.
Usa G, non il modulo di Young. Dal database materiali integrato: acciaio 79.300 MPa, inox 304 77.000 MPa, alluminio 6061 26.000 MPa, Titanio Gr5 44.000 MPa, e abete Douglas circa 810 MPa. Inserire E per errore sottostimerebbe la torsione di un albero d'acciaio di circa 2,5 volte.