Stijfheid

De stijfheid k van een lichaam is

${\displaystyle k={\frac {F}{\delta }}}$

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:

${\displaystyle F=K\delta \,}$

Een lichaam kan ook een rotatiestijfheid k hebben, weergegeven door:

${\displaystyle k={\frac {M}{\theta }}}$

in het ISO wordt de roterende stijfheid doorgaans gemeten in Newton-meter 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 ${\displaystyle k}$:

${\displaystyle k={\frac {AE}{L}}}$

Waar

${\displaystyle A}$ is de dwarsdoorsnede van het element,

${\displaystyle E}$ is de elasticiteitsmodulus,

${\displaystyle L}$ is de lengte van het element.

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

• Elasticiteit (materiaalkunde)
• Hardheid
• Star lichaam
• Sterkteleer
• Traagheidsmoment
• Wet van Hooke