Stijfheidsmeting

Stijfheidsmeting is het proces voor het bepalen van de stijfheid van een materiaal, constructie of weefsel. In de praktijk verwijst stijfheid meestal naar de weerstand tegen verandering in vorm onder belasting, vaak uitgedrukt in moduluswaarden zoals de Youngsmodulus (E) of de shear modulus (G). Het doel is materiaaleigenschappen te karakteriseren, ontwerpkeuzes te onderbouwen en kwaliteitscontrole uit te voeren.

Meetmethoden gericht op statische stijfheid omvatten trek-, druk- en buigproeven, waarbij spanning en vervorming in het lineaire regime worden gemeten en de modulus kan worden berekend via de spannings-vervormingsverhouding. Dynamische methoden maken gebruik van belastingvariaties of trillingen om de opslagmodulus en de verliesmodulus te bepalen; voorbeelden zijn dynamische mechanische analyse (DMA) en resonantietechnieken.

Op kleinere schaal of voor delicate materialen worden instrumented indentation-technieken toegepast, zoals nano- of micro-indenting, waarbij contactmodellen (bijv. Hertz) worden toegepast op verkregen kracht-verplaatsingsdata om stijfheid af te leiden. Niet-destructieve technieken zoals ultrasoon- of MRI-elastografie leveren stijfheidsinformatie voor biologische weefsels of bouwmaterialen.

De nauwkeurigheid van stijfheidsmetingen is afhankelijk van testomstandigheden (temperatuur, snelheid van belasting, randvoorwaarden, oriëntatie) en van calibratie en modellering. Stijfheidsmetingen worden breed toegepast in de materials science, industrie en biomechanica, en leiden tot normen en richtlijnen om consistente resultaten te waarborgen (ISO/ASTM-richtlijnen voor relevante meetmethoden).