Свободным кручением называется такое кручение, при котором депланация всех поперечных сечений стержня будет одинаковой.
Так, на рис. 310, а, б показан стержень, нагруженный на концах моментами и работающий в условиях свободного кручения. В таком стержне расстояние между двумя произвольными точками т и п,
лежащими на любой образующей, до и после деформации остается неизменным.
Отсюда вытекает, что на любом участке стержня все продольные волокна сохраняют свою первоначальную длину, их относительные удлинения и укорочения равны нулю (ег = 0). Поэтому в поперечных сечениях стержня возникают лишь касательные напряжения, а нормальные отсутствуют.
В § 56 гл. VII было установлено, что при кручении полосы, имеющей прямоугольное сечение, поток касательных напряжений в поперечном сечении направлен по замкнутым кривым, как показано на
на рис. 311, а. На рис. 311, б показана соответствующая эпюра касательных напряжений.
Максимальные напряжения возникают в точках, лежащих в середине длинной стороны у грани сечения, и определяются следующей формулой: