Stijfheid

Stijfheid of rigiditeit is de mate waarin een materiaal of een constructie zich tegen elastische vervorming verzet. Het tegenovergestelde is flexibiliteit.

DefinitieBewerken

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.


TorsiestijfheidBewerken

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.

Verband met de elasticiteitsmodulusBewerken

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.

Gebruik in techniekBewerken

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.

Zie ookBewerken