Question

外径同样的实心轴和空心轴，空心轴的强度更高吗

Answer 1

第一点，假设外圆直径相同，材料相同、热处理相同的情况下，肯定是实心轴比空心轴的抗弯和抗扭能力更高。
第二点，假设截面积相同，材料相同、热处理相同的情况下，空心轴的抗弯和抗扭能力更高。但也不是无条件的，如果壁太薄的话，尽管它的惯性矩和抗弯截面模数很高，但对于承受弯矩的情况下，压应力可能会造成受压区局部失稳破坏。
上面提到的热处理条件，对刚度没有影响，但对强度有影响。
如果直径一样，那么无论抗弯、抗扭还是抗拉，都是实心比空心强。
如果重量一样，那就不一定了，那要看具体的截面形状了，一根直径100mm的空心轴，控制好壁厚，也可以做的比直径10mm的实心轴有更高的抗弯能力。
工程上使用空心轴的多，那是因为选材时并不单纯看强度，而是看所谓比强度和比刚度。举个不恰当的例子：某根实心轴比空心轴强度高了20%，可是却重了50%，那么从工程上来说在强度合格的前提下，选择空心轴更合适。

Answer 2

如果材料是理想均匀的，那么同直径的空心轴与实心轴，能承受的最大扭矩是相同的，而空心轴显然可以节约材料。在实际使用中，轴往往要进行热处理，材料表面往往会比芯部更得到强化。实心轴只有外表面被强化，而空心轴则有内外两侧强化，所以同直径的空心轴强度更高。