Leikkausjännitys

Leikkausjännitys (symboli ${\displaystyle \tau \,}$, tau) tarkoittaa jonkin materiaalin pintaan yhdensuuntaisesti kohdistuvaa jännitystä, kun normaalijännitys kohdistuu kohtisuoraan pintaa vasten.

Keskimääräinen leikkausjännitys on

${\displaystyle \tau ={F \over A}}$

missä

${\displaystyle \tau }$ = leikkausjännitys

F = voima

A = pinta-ala.

Leikkausjännityksen suhde sen aiheuttamaan muodonmuutokseen on kullekin materiaalille ominainen vakio, jota sanotaan sen liukumoduuliksi eli liukukertoimeksi.

Kun fluidi (neste tai kaasu) liikkuu kiinteän pinnan suuntaisesti, siihen kohdistuu leikkausjännitys. Fluidin nopeus aivan kiinteän pinnan rajalla on nolla suhteessa pintaan (ns. no-slip-ehto), mutta jollain korkeudella rajapinnasta virtausnopeus vastaa fluidin nopeutta. Näiden kahden pisteen välistä aluetta kutsutaan rajakerrokseksi.

Newtonilaisilla fluideilla leikkausjännitys on verrannollinen fluidin venymänopeuteen viskositeetin toimiessa verrannollisuuskertoimena. Ei-newtonilaisille fluideille tämä sen sijaan ei pidä paikkaansa, koska niiden viskositeetti ei ole vakio.

Newtonilaiselle fluidille leikkausjännitys on

${\displaystyle \tau =\mu {\frac {\partial u}{\partial y}}~~,}$

missä

${\displaystyle \mu }$ on fluidin dynaaminen viskositeetti,

${\displaystyle {\frac {du}{dy}}}$ on nopeusgradientti kohtisuoraan pinnan suuntaan nähden.