Stijfheid

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De stijfheid of rigiditeit geeft aan in welke mate een materiaal of een constructie zich tegen elastische vervorming verzet.

Definitie[bewerken]

De stijfheid k van een lichaam is

Waar

F de toegepaste kracht is
δ de door de kracht geproduceerde afwijking langs dezelfde vrijheidsgraad (de verandering in lengte van een veer bijvoorbeeld).

In het Internationale Systeem van Eenheden, wordt de stijfheid gemeten in newtons per meter. Een lichaam kan in verschillende richtingen bewegen: de vrijheidsgraden. Een puntmassa op een balk kan bijvoorbeeld onder doorbuiging een verticale verplaatsing en een rotatie ondergaan ten opzichte van de onvervormde aslijn. De term die deze bewegingen verbindt met de krachten langs dezelfde vrijheidsgraden, is de stijfheidsmatrix K:

Rotatiestijfheid[bewerken]

Een lichaam kan ook een rotatiestijfheid hebben, k weergegeven door

in het ISO wordt de roterende stijfheid doorgaans gemeten in Newton-meter per radiaal.

Verhouding met elasticiteitsmodulus[bewerken]

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 :


Waar

is de dwarsdoorsnede van het element,
is de elasticiteitsmodulus,
is de lengte van het element.

Gebruik in techniek[bewerken]

De stijfheid van een structuur is van groot belang in vele technologische toepassingen. De elasticiteitsmodulus is vaak één van de belangrijkste eigenschappen bij het selecteren van een materiaal. Een hoge elasticiteitsmodulus wordt gevraagd wanneer verleggingen/bewegingen/verschuivingen van het materiaal ongewenst zijn; een lage elasticiteitsmodulus is een vereiste voor materiaal met een flexibele structuur.

Zie ook[bewerken]