Shafts में Torsion क्या है? Circular Shaft में Angle of Twist और Torsional Stress Explained

Torsion एक ऐसा mechanical phenomenon है जिसमें किसी shaft या rod पर twisting force (torque) लगाया जाता है जिससे वह अपने longitudinal axis के चारों ओर घूमता है। Torsional loading से shaft में deformation और stress उत्पन्न होते हैं जिन्हें समझना mechanical design में बहुत जरूरी होता है।

Torsion क्या होता है?

जब किसी circular shaft को उसके axis के चारों ओर घुमाने की कोशिश की जाती है, तो वह twist करता है। इस twisting के कारण shaft के अंदर shear stress develop होता है जिसे हम Torsional Stress कहते हैं।

Torsional Equation

T/J = τ/R = Gθ/L

T = Applied Torque (Nm)
J = Polar Moment of Inertia (m⁴)
τ = Shear Stress (Pa)
R = Outer radius of shaft (m)
G = Modulus of Rigidity (Pa)
θ = Angle of twist (radians)
L = Length of shaft (m)

Angle of Twist

Circular shaft में जब torque apply किया जाता है तो वह एक निश्चित angle तक twist करता है जिसे हम Angle of Twist कहते हैं।

Formula: θ = TL / GJ

यह angle directly proportional होता है applied torque और shaft की length के, तथा inversely proportional होता है material के rigidity modulus और polar moment of inertia के।

Torsional Shear Stress

Torque की वजह से shaft के अंदर जो internal resisting stress develop होता है उसे हम torsional shear stress कहते हैं:

Formula: τ = TR / J

जहां T applied torque है, R radius है और J polar moment of inertia है।

Polar Moment of Inertia (J)

Solid circular shaft के लिए:

J = πD⁴ / 32

Hollow circular shaft के लिए:

J = π(D⁴ - d⁴) / 32

Practical Applications

Automobile drive shafts
Rotating machinery shafts
Helical springs
Power transmission systems

Conclusion

Torsion का analysis circular shafts में torque और shear stress को समझने के लिए जरूरी है। इसकी मदद से हम machine components को better design कर सकते हैं जिससे वे ज्यादा load सहन कर सकें और efficient तरीके से काम करें।