Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Stijfheid
of
rigiditeit
is een
materiaaleigenschap
, die de mate waarin een
materiaal
of een
constructie
zich tegen
elastische vervorming
verzet aangeeft. Het tegenovergestelde is
flexibiliteit
.
Een lichaam waarop een kracht
werkt zal bij niet al te grote kracht een elastische vervorming ondergaan langs dezelfde
vrijheidsgraad
als de kracht. De grootte
van deze vervorming is evenredig met de aangelegde kracht. De inverse van de evenredigheidsconstante noemt men de stijfheid
van het lichaam:
In het
Internationale Systeem van Eenheden
wordt stijfheid gemeten in
newton
per
meter
.
Een lichaam kan ook een
torsiestijfheid
of
rotatiestijfheid
hebben, de evenredigheidsconstante in de vergelijking die de elastische verdraaiing over de hoek
geeft bij een aangelegd
koppel
:
In het ISO wordt de rotatiestijfheid doorgaans gemeten in newtonmeter per
radiaal
.
Elasticiteitsmodulus is niet hetzelfde als stijfheid. De
elasticiteitsmodulus
is een eigenschap van het materiaal zelf. Stijfheid is een eigenschap van een vast lichaam en hangt af van:
- het materiaal
- de vorm
- de randvoorwaarden
Bijvoorbeeld, voor een lichaam waarop druk en trek worden uitgeoefend, is de axiale stijfheid
:
- ,
waarin
- de dwarsdoorsnede van het element is,
- de elasticiteitsmodulus is,
- de lengte van het element is.
Starheid of star is het gedrag van een zeer stijf materiaal. Het is in principe een ideale situatie waarbij de elasticiteitsmodulus
zo groot is dat bij elastische vervorming door een spanning
de rek
nagenoeg nul is. Dit ideale gedrag voor bepaalde situaties wordt vaak gebruikt in (computer)simulaties en modellen, waarbij het gedrag van zeer stijve materialen als star wordt aangenomen.
[1]
In de continuummechanica gebruikt men voor de starre contiuumlichamen de term
star lichaam
.
De stijfheid van een structuur is van groot belang in vele technologische toepassingen. De elasticiteitsmodulus is in veel gevallen een van de belangrijkste eigenschappen bij het selecteren van een materiaal. Een hoge elasticiteitsmodulus wordt gevraagd als verleggingen, bewegingen en verschuivingen van het materiaal ongewenst zijn; een lage elasticiteitsmodulus is een vereiste voor materiaal met een flexibele structuur.
Bronnen, noten en/of referenties
- ↑
Prof. dr. ir. Wim van Paepegem
,
Prof. dr. ir. Wim de Waele
(2017).
Mechanica van Materialen
. Universiteit Gent.
|