Een as moet 50 N·m overbrengen; het materiaal staat 40 N/mm² schuifspanning toe. Welke minimale diameter is veilig?
Spanning zit aan de buitenrand
Bij torsie op een massieve ronde as is de schuifspanning τ = T·r/J, met J = π·d⁴/32 en r = d/2. De spanning is nul in het hart en maximaal aan de buitenrand. Oplossen naar d geeft d = ∛(16T/(π·τ_toel)) — de kleinste diameter die de toegestane spanning niet overschrijdt.
Rekenvoorbeeld: 50 N·m bij 40 N/mm²
Met T = 50 N·m (50.000 N·mm) en τ_toel = 40 N/mm² geeft d = ∛(16 · 50.000 / (π · 40)) ≈ 18,53 mm. Terugrekenen bevestigt het: bij Ø18,53 mm levert 50 N·m ongeveer 40,02 N/mm² op. De onafgeronde minimumdiameter is circa 18,5336 mm; rond een opgegeven diameter naar boven af. Een kleinere as overschrijdt de toegestane spanning; een grotere as heeft marge over.
Torsie is zelden de enige belasting
Een tandwiel, poelie of ketting introduceert ook buiging en dwarskracht op de as — bij de meeste assen is dat de dominante belasting, niet zuivere torsie. Spanningsconcentratie bij spiebanen, schouders en gaten verhoogt de lokale spanning verder. Een roterende as onder wisselende buiging is bovendien een vermoeiingsprobleem, geen statisch probleem. Mechify's veiligheidsband (< 1,0 is onveilig, 1,0–1,2 is een waarschuwingszone) is een screeningsdrempel, geen normwaarde uit een ontwerpcode.
Aannames en toepassingsgrenzen
Het model rekent alleen zuivere torsie op een massieve ronde as. Gecombineerde belasting, spanningsconcentratie, vermoeiing, stijfheid (torsiehoek, doorbuiging, kritisch toerental) en holle assen vallen erbuiten. Gebruik voor een werkelijke as met keyways en wisselende belasting een volledige sterkte- en vermoeiingsanalyse.