Stivheten

Stivheten refererer til motstanden et materiale eller en konstruksjon viser mot deformasjon når den utsettes for en påført kraft. Begrepet omfatter egenskaper som stivhet, elastisitet og styrke. Innen fysikk og ingeniørfag beskriver stivhet hvor mye en gjenstand deformeres per enhet belastning; i enkel forstand betyr høyere stivhet mindre deformasjon. For uniaxial belastning er elastisitetsmodulen E et mål på forholdet mellom spenning og tøyning.

Stivhet kan beskrives på ulike måter. For et enkelt fjærsystem er stivheten k lik kraft per forskyvning (k = F/Δx). I faste materialer kan stivhet være anisotrop og avhenge av temperatur, retning i mikrostrukturen og hastigheten på pålagt last. Prøver som strekkprøver, kompresjonstester og bøyningsprøver brukes for å måle stivhet.

Innen biologi og medisin refererer stivhet til motstanden mot bevegelse i et ledd eller en kroppsdels bevegelse. Passiv stivhet oppstår i bindevev og leddkapsler; aktiv stivhet bygger på muskeltonus. Unormal stivhet kan oppstå ved nevrologiske eller muskelsykdommer, skade eller aldring. Klinisk vurderes stivhet gjennom bevegelsesutslag og dreiemomentmålinger, og den er viktig i rehabilitering og protetikk.

Anvendelser og faktorer. Anvendelser inkluderer materialvalg i maskineri, konstruksjon for å begrense deformasjon og i robotikk der kontrollert stivhet påvirker ytelsen. Temperatur, belastningshastighet og mikrostruktur påvirker stivhet. Begrepet skiller ofte mellom stivhet og styrke; et stivt materiale trenger ikke å være sterkt. Begrepet brukes på tvers av disipliner, og definisjonen tilpasses konteksten.