Rigiditatea la torsiune este măsura cantității de cuplu pe care o poate suporta un arbore radial în timpul rotației sale într-un sistem mecanic. Conceptul este esențial pentru mecanica și inginerie de bază, iar rigiditatea la torsiune este una dintre forțele cheie de măsură pentru orice sistem mecanic care se rotește pe o axă fixă. Această forță există în mașini la fel de mici ca un ceas de buzunar și la fel de mari ca echipamentele industriale grele. Este vital să înțelegem cantitatea de stres pe care o poate suporta un arbore rotativ în timp ce transmite forța prin restul sistemului mecanic.
Există două tipuri de rigiditate într-un sistem mecanic rotativ care este antrenat de un arbore – rigiditatea la torsiune și rigiditatea la încovoiere. Un alt mod, mai precis, de a descrie aceste forțe este de a le numi rezistența la torsiune și la încovoiere a unui arbore. Atât rigiditatea la încovoiere cât și la torsiune sunt măsurate în lire pe inch sau newtoni pe metru față de suprafața arborelui.
Rata rigidității la torsiune este mai puternică de-a lungul stratului exterior strâns (TOL) al arborelui și mai slabă de-a lungul stratului exterior slăbit (LOL) al arborelui. Când forța cuplului se înfășoară în aceeași direcție cu mișcarea arborelui, transferul de energie este mult mai eficient deoarece forța de torsiune comprimă TOL, permițând mai puțină energie să fie disipată prin căldură și frecare. O rată mai mare de rigiditate la torsiune de-a lungul TOL este în general de dorit într-un sistem mecanic rotativ.
Când forța de torsiune se întoarce împotriva direcției în care se rotește arborele, se aplică mai multă energie de-a lungul LOL a arborelui. Acest lucru poate provoca o pierdere extremă a eficienței în transferul de energie de la arborele radial către restul sistemului mecanic. Decompresia arborelui, pe măsură ce stratul se slăbește și se extinde, permite mai multă energie să se disipeze din sistemul mecanic, ceea ce înseamnă că se aplică mai puțină forță.
În general, toate celelalte fiind egale, un sistem mecanic rotativ funcționează cel mai bine atunci când forța aplicată sistemului este transferată prin arborele radial în aceeași direcție în care arborele se rotește pentru a transfera energia din sistem. Acest fapt limitează varietatea și complexitatea sistemelor mecanice care pot fi construite, dar cu amortizoare și echilibrare armonice, pot fi construite sisteme de rotație contraforțelor care sunt relativ eficiente atunci când nivelurile de rigiditate la torsiune sunt ridicate de-a lungul LOL a arborelui.