stijfheidsniveau

Stijfheidsniveau, of stiffness level, is de mate waarin een object of structuur weerstand biedt tegen vervorming bij een opgelegde belasting. Het begrip is contextafhankelijk en kan verwijzen naar lineaire stijfheid, rotatiestijfheid of bredere constructie-elasticiteit. In de mechanica wordt stijfheid doorgaans uitgedrukt als de verhouding tussen toegepaste kracht en de resulterende verplaatsing, bijvoorbeeld k = F/δ in het lineaire elastische domein.

Meetmethoden variëren per toepassing. Veelvoorkomende benaderingen zijn statische belastingsproeven, dynamische trillingsmetingen en numerieke analyses zoals eindige-elementen. De uitkomst kan worden weergegeven als lineaire stijfheidsconstante (N/m), rotatorische stijfheidsconstante (N·m/rad) of als een stijfheidsmatrix voor meerdere vrijheidsgraden. Voor buiging wordt vaak gesproken over stijfheid EI (modulus van elasticiteit maal het tweede moment van oppervlakte).

Er bestaan verschillende soorten stijfheid: translational (lineair), rotational (draaiend), torsionele en structurele stijfheid van complexe assemblages. De specifieke waarde hangt af van materiaal en geometrie, boundary conditions en operationele temperatuur. In multidimensionale toepassingen wordt stijfheidsinformatie vaak weergegeven in tensorvorm of matrices.

Toepassingsgebieden zijn onder meer productontwerp, constructie- en machinebouw, luchtvaart en automotive engineering, trillingsisolatie, en biomechanica, waar het stijfheidsniveau van weefsels of gewrichten wordt gekarakteriseerd. Factoren die stijfheid beïnvloeden zijn materiaalmodulus (zoals Young's modulus), doorsneden en verdelingsvorm, randvoorwaarden, temperatuur, belastingtempo, anisotropie en veroudering.

Het begrip stijfheidsniveau is intrinsiek contextafhankelijk en kan in wetenschappelijke of technische documenten anders worden geïnterpreteerd. Het staat dicht bij gerelateerde termen als stijfheidsmodulus, Young's modulus, buigstijfheid en stijfheidsmatrix.