For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Elasticiteit (materiaalkunde).

Elasticiteit (materiaalkunde)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Twee materialen met verschillende elasticiteitsmoduli, en dus elasticiteit, in druk- en trekbelasting.
Twee materialen met verschillende elasticiteitsmoduli, en dus elasticiteit, in druk- en trekbelasting.

Een materiaal is elastisch als het een tegenkracht - veerkracht genoemd - uitoefent als er een kracht op wordt uitgeoefend en het daardoor wordt vervormd. Elastische vervorming is een niet-permanente, omkeerbare vervorming, in tegenstelling tot plastische vervorming. Een materiaal is volmaakt elastisch als er in totaal bij het indrukken en terugveren geen energie verloren gaat aan wrijving / warmte. Zelfs onder (bij benadering) volmaakt elastische materialen is er een grote variatie in gedrag, gegeven door de elasticiteitsmodulus: hoog bij iets hards zoals een biljartbal, laag bij zacht rubber.

Veerkracht

De veerkracht is de mechanische kracht waarmee het vaste lichaam zijn oorspronkelijke positie weer tracht in te nemen na eerst vervormd (bijvoorbeeld ingedrukt of uitgetrokken) te zijn. Een veer is speciaal gemaakt om deze veerkracht te gebruiken.

Minder vaak wordt de term "veerkacht" ook gebruikt om de drukverandering van een vloeistof of gas bij volumevergroting of -verkleining aan te geven ("lucht is veerkrachtig").

Toepassingen

Elastische deformatie in een schematische voorstelling op atoomniveau. Wanneer de belasting wordt weggehaald, zal het materiaal weer naar zijn originele positie "terugveren".
Elastische deformatie in een schematische voorstelling op atoomniveau. Wanneer de belasting wordt weggehaald, zal het materiaal weer naar zijn originele positie "terugveren".
Spanning-rekdiagram (spanning σ vs. rek ε) welke de twee zones in deformatie tot breuk in materialen weergeeft: elastische deformatie (blauw) en plastische deformatie (groen).
Spanning-rekdiagram (spanning σ vs. rek ε) welke de twee zones in deformatie tot breuk in materialen weergeeft: elastische deformatie (blauw) en plastische deformatie (groen).

Als men wil dat een voorwerp soepel meegeeft met een uitwendige kracht, zonder zelf te beschadigingen of permanent te vervormen, moet men een elastisch materiaal gebruiken. Een voorbeeld hiervan is een stootkussen voor een boot, of de vulling van een matras. Als men wil dat een voorwerp nauwelijks van vorm verandert wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend moet er een materiaal worden gekozen dat weinig elasticiteit bevat, of het voorwerp moet zwaarder worden uitgevoerd. Een voorbeeld hiervan is het stuur van een auto.

Een kreukelzone is speciaal bedoeld om plastisch te vervormen, zodat een deel van de grote hoeveelheid energie die bij een botsing vrijkomt wordt opgevangen. Bij een elastische kreukelzone stuiteren de botsende objecten weer terug na botsing.

Microscopische verklaring

Op microscopisch niveau berust de stabiliteit van een vaste stof op een stabiele evenwichtspositie van atoomkernen. Hierbij bewegen de elektronen zich ofwel vrij tussen de kernen (scheikundigen spreken van een covalente binding) of hoofdzakelijk rond één kern (ionbinding). Met iedere mogelijke onderlinge positie van de atoomkernen komt een minimale kwantummechanische energietoestand van de elektronen overeen; deze minimale toestand bepaalt de potentiële energie van het geheel (kernen + elektronen). Een stabiel evenwicht betekent dat iedere kleine verandering van de positie van één of meer kernen, een verhoging van de potentiële energie vereist.

De veerkracht van materiaal op macroscopische schaal, die gepaard gaat met een kleine vervorming van het vaste lichaam, komt overeen met de gradiënt (ruimtelijke eerste afgeleide) van de energie.

Wet van Hooke

Zie Wet van Hooke voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Elastische vervormingen gehoorzamen aan de wet van Hooke. In eerste benadering is de energiefunctie in de buurt van het stabiel evenwicht, een positief definiete kwadratische vorm in de ruimtelijke coördinaten van de atoomkernen. De gradiënt van die functie is dus een vectorwaardige functie die bij benadering lineair afhankelijk is van de vervorming. Dit fenomeen werd vastgesteld door Robert Hooke, die zijn wet formuleerde voor de veerkracht van een lichaam dat in de lengte wordt samengedrukt of uitgetrokken: de kracht is evenredig met de uitrekking.

De systematische studie van lineaire en hogere-orde relaties tussen vervorming en kracht worden bestudeerd binnen de elasticiteitsleer, die op zijn beurt een onderdeel vormt van de continuümmechanica.

Modulus

De elasticiteit van een materiaal kan worden uitgedrukt in een modulus, namelijk de elasticiteitsmodulus . In zijn algemeenheid is de modulus een tensor, omdat een materiaal verschillend kan reageren op verschillende soorten spanning, bijvoorbeeld trekspanning, buigspanning enzovoort, die ook in verschillende richtingen kan verschillen.

Als een materiaal in alle richtingen uniforme mechanische eigenschappen heeft (het materiaal is isotroop), wordt de elasticiteit gekenmerkt door de elasticiteitsmodulus.

Zie ook

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Elasticiteit (materiaalkunde)
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Wikiwand 2.0 is here 🎉! We've made some exciting updates - No worries, you can always revert later on