若在圆轴表面上画一小圆，试分析圆轴受扭后小圆将变成什么形状？使小圆产生如此变形的是什么应力？

由钢芯（直径30mm）和铝壳（外径40mm、内径30mm）组成的复合材料圆轴，一端固定，另一端承受外加力偶，如图所示。已知铝壳中的最大切应力τ_amax=60MPa，切变模量Ga=27GPa，钢的切变模量Gs=80GPa。试求钢芯横截面上的最大切应力τ_smax。

直径d=25mm的钢轴上焊有两凸台，凸台上套有外径D=75mm、壁厚δ=1.25mm的薄壁管，当杆承受外扭转力遇矩T=73.6N·m时，将薄壁管与凸台焊在一起，然后再卸去外力偶。假定凸台不变形，薄壁管与轴的材料相同，切变模量G=40MPa。试： 
1．分析卸载后轴和薄壁管的横截面上有没有内力，二者如何平衡？     
2．确定轴和薄壁管横截面上的最大切应力。

图示三杆受相同的外扭转力偶作用。已知T=30N·m，且最大切应力均不能超过60MPa。试确定杆的横截面尺寸；若三者长度相等，试比较三者的重量。