在机械传动中的轴类部件，大多数是在纯扭或弯扭联合情况下工作的。设计扭转轴所用的允许剪应力，是根据材料在扭转破坏试验时，所测出的扭转（剪切）流动极限Ta，或扭转（剪切）强度极限T。而求得的。出于材料不同，杆件在受拉或受压而破坏时，其断口形状不同。扭转破坏时也是这种情况，例如低碳钢（或普通碳素钢）与铸铁的扭转破坏，其断口形状是不同的。

试验采用标距L=100mm，直径d=10±0.1mm圆截面标准试件，如图1。低碳钢件装到扭转试验机上（试验机的构造原理见附录二扭转试验机简介），由电动机构施加扭矩Mn。试验机上的自动绘图装置可记录试件的Mn—关系图，如图2，其中中为扭转角。扭矩在Mp以内，材料处于弹性状态，应力应变关系服从虎克定律，因为0A部分呈线性。

低碳钢在纯剪受力时也存在屈服阶段，因此当圆轴试件上的扭矩超过Mp后，在试件横截面上外沿处，材料发生屈服，形成环形塑性区，试件横截面上的剪应力分布如图3（b）此后使试件继续扭转变形，塑性区不断向内扩展，Mn一中曲线趋于平坦，图上出现近似于直线的BC水平段，此时测力度盘上的指针几乎不动，扭角中却在继续不断增加，塑性区占据了大部分截面。这样就可以近似地假定此时整个圆截面上各点处的剪应力已同时到屈服极限Ts值。