Beste Antwort
Festigkeit :
Ein Maß für die maximale Belastung eines Materials, bevor es sich dauerhaft verformt oder bricht. Ingenieure verwenden dies häufig als Streckgrenze σy als Maß für die Festigkeit eines Materials.
Steifheit :
Ein Maß für die Durchbiegung, die eine Last in einem Material verursacht. Ingenieure verwenden einen Wert namens Youngscher Modul E für die Steifigkeit.
Es ist leicht zu erkennen, warum diese beiden Begriffe verwendet werden verwirrt. Etwas, das „schwach“ ist, kann brechen, wenn eine kleine Last darauf gelegt wird – es hat eine geringe Festigkeit – und es kann auch eine große Menge bei derselben Last auslenken – es hat eine geringe Steifheit.
Aber diese beiden Begriffe sind nicht austauschbar.
Ein Stück chirurgischer Gummischlauch hat eine sehr geringe Steifheit, da es sich unter Last stark biegt, aber relativ stark ist. Ein Stück Glasfaden ist das Gegenteil – es lenkt sich sehr wenig unter Last, aber möglicherweise keine große Last tragen, bevor sie bricht.
Eine andere Erklärung lautet wie folgt:
Ein Gummiband wird bis zum Versagen gedehnt. Das Gummiband versagte bei fünf Pfund Kraft Das Gummiband war jedoch nicht sehr steif. Tatsächlich war es elastisch. Als nächstes dehnen wir eine Drachensaite und stellen fest, dass es auch bei fünf Pfund versagt. Es dehnte sich zuvor nur um fünf Prozent Versagen. Es ist sehr steif. Sowohl das Gummiband als auch die Drachensaite haben die gleiche Endfestigkeit. Allerdings ist eines sehr steif und das andere er ist sehr flexibel. Dies sollte zeigen, dass Festigkeit und Steifheit nicht dasselbe sind und vom ausgewählten Material abhängen.
Quelle: https://m.bayt.com/en/specialties/q/165521/difference-between-strength-and-stiffness/
Antwort
Diese Antwort gilt für nicht zivile / strukturelle / Maschinenbauingenieure.
Steifheit ist technisch definiert als „Kraft pro Verformungseinheit“
Diese Verformung oder Verschiebung (wie eine Dehnung oder Drehung / Biegung oder ein Schlupf) hängt von der Eigenschaften des Materials und die Größe der ausgeübten Kraft.
Wenn sich ein Strukturelement bei gleicher Kraft mehr als ein anderes verformt, ist es weniger steif als das andere.
Betrachten Sie diese Federn unten. Ihre Steifheit ist geringer.
Betrachten Sie nun diesen Frühling. Die Steifigkeit ist höher.
Betrachten Sie dieses Gummiband. Die Steifigkeit ist geringer.
Betrachten Sie nun diesen Satz Gummibänder (ich kann kein Bild von einem dickeren Gummi finden Band mit den Fingern, die versuchen, es zu dehnen) Dies ist steifer.
Es geht nicht nur um Dehnung. Es könnte auch darum gehen, sich zu biegen.
Halten Sie diese Plastikwaage an ihren Enden und Sie werden feststellen, dass Sie sie mit sehr wenig Kraft leicht in eine gebogene Form biegen können. Es ist weniger steif.
Versuchen Sie dies jetzt mit dieser starren Skala aus Holz. Sie können es nicht so leicht biegen. Sie müssen mehr Kraft anwenden. Dies ist steifer.
Ich vertraue darauf, dass jeder Nicht-Bauingenieur hier jetzt „Steifheit“ versteht.
Ingenieure kann die Steifheit aus verschiedenen Parametern wie der Länge, dem Elastizitätsmodul (auch Young-Modul und Trägheitsmoment der Querschnittsfläche genannt) berechnen, aber ich werde es vermeiden, darauf einzugehen, da es zu technisch ist.
I. wird mit einer einfachen Aussage schließen, die jeder verstehen kann.
Eine Eiche ist steif. Eine Palme ist flexibel (im Gegensatz zu steif).
GV
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