De elasticiteitsmodulus is een maat voor de stijfheid van een materiaal: een hoge (grotere) elasticiteitsmodulus houdt in een lagere (kleinere) vervormbaarheid.
De eenheid van elasticiteitsmodulus is een kracht op een oppervlak, dus N/m2 of Pa. Meestal gebruikt men de grotere eenheid N/mm² = MPa; zo heeft staal een elasticiteitsmodulus van 210000 MPa = 210GPa.
elasticiteit. "Elasticiteit is veerkracht, rekbaarheid, flexibiliteit. Elasticiteit is de mate waarin een materiaal in staat is onder belasting vervormingen te ondergaan en na het opheffen van de belasting naar zijn oorspronkelijke vorm terug te keren, zonder dat daardoor zijn eigenschappen veranderd zijn."
De 0,2 % rekgrens is de spanning waarbij het sample een plastische, met andere woorden onomkeerbare, vervorming van 0,2 % toont (ten opzichte van de initiële lengte van het sample).
De elasticiteitsmodulus van aluminium is 70000 N/mm2, drie maal zo laag als die van staal. De variatie van deze waarde voor verschillende legeringen kan worden verwaarloosd bij berekeningen.
De elasticiteitsmodulus is een maat voor de stijfheid van een materiaal: een hoge (grotere) elasticiteitsmodulus houdt in een lagere (kleinere) vervormbaarheid.
Staal is sterk en minder waarschijnlijk te vervormen of buigen onder gewicht, kracht of warmte. Toch is de kracht van staal dat het veel zwaarder/compacter is dan aluminium. Staal is doorgaans 2,5 keer compacter dan aluminium.
Staalsoort S355 is vergelijkbaar met S235, het verschil is dat s355 beschikt over een hogere vloeigrens. Door deze verhoogde vloeigrens heeft dit staal extra treksterkte (krachten op de constructie / die het materiaal maximaal kan verdragen voordat er een ongewenste vervorming van het staal optreedt).
Elastische rek is de rek waaraan materiaal maximaal kan blootstaan voordat het materiaal onherstelbaar van vorm verandert. Elk materiaal heeft een bepaalde elasticiteit. Binnen de fase van elastische rek vervormt het materiaal slechts in geringe mate. Het materiaal rekt als het ware een beetje uit.
Elastisch en inelastisch
Wanneer een prijsverandering leidt tot een verandering in de gevraagde hoeveelheid die relatief sterker is dan de prijsverandering, dan is de vraag naar dat product elastisch. Als de prijs verandert, verandert de gevraagde hoeveelheid dus met meer.
Wanneer we met een bepaalde kracht aan een voorwerp trekken zal het voorwerp vervormen. In plaats van de kracht is een betere maat de voor de vervorming de spanning, ook wel mechanische spanning genoemd. De spanning is de kracht gedeeld door het oppervlak van een voorwerp.
Treksterkte (Engels: Tensile strength)
Een sterk materiaal kan meer spanning of belasting weerstaan en een zwak materiaal kan weinig belasting weerstaan voordat het scheurt of breekt. De treksterkte is een belangrijke waarde in de berekening van constructies.
Hout heeft een E-modulus van 9.000 N/mm2, waarentegen deze voor staal 210.000 N/mm2 bedraagt. Deze verhouding betekent ook dat kruip voor staal een behoorlijke factor lager ligt en verwaarloosbaar is.
Het percentage koolstof in constructiestaal is maximaal 0,25%. Dit is afhankelijk van de toepassing van het materiaal en de chemische samenstelling. Er zijn verschillende soorten staal die onder constructiestaal vallen zoals bijvoorbeeld S235, S275 en S355.
Een e-module is een elektronische module waarin leermateriaal op afwisselende wijze wordt gepresenteerd. De e-module is via het internet toegankelijk en kan onafhankelijk van plaats en tijd worden benaderd.
Ductiliteit of vervormbaarheid is de mate waarin een materiaal plastische vervorming als gevolg van een trekspanning toelaat. Men noemt een materiaal ductiel als het zich goed leent tot bewerkingen als walsen, dieptrekken en smeden. Het is dan taai, maar doorgaans eerder zacht.
Gebruik je formule σ=F/A met σ is de trekspanning en A is het oppervlak van de dwarsdoorsnede van de draad. Om Fbreuk te berekenen, vul je voor σ de treksterkte in (Binas tabel 8 en 10B).
De treksterkte is de maximale mechanische trekspanning tot waar een sample belast kan worden. Wanneer de treksterkte overschreden wordt, breekt het materiaal: de absorptie van krachten neemt af tot het materiaal uiteindelijk scheurt.
Staal met een hardheid van >55 HRc (H4)
Staal dat is gehard en getemperd tot een hardheid van meer dan 55 HRc.
Z-kwaliteit staal
De term "Z-kwaliteit" wordt al jaren gebruikt. Het wordt vaak gespecificeerd voor kritische toepassingen in staalconstructiesmet grotere plaatdiktes die in de dikterichting belast worden en waar strengere eisen worden gesteld aan de vervormingscapaciteit van het materiaal.
Warmgewalst constructiestaal. De letter S (EN=structural), gevolgd door het getal dat de vloeigrens aangeeft (in dit geval 355). J2 geeft aan dat de minimale kerfslagwaarde 27 Joule (J) is bij een beproevingstemperatuur van -20°C. N geeft aan dat de leveringstoestand normaalgegloeid/normaliserend gewalst is.
Ook ijzer is een metaal. Maar ijzer alleen is niet zo geschikt om te verwerken – zo leert ons een scheikundeboek – omdat het nogal bros is. Als je er koolstof aan toevoegt, wordt het hard en veerkrachtig, en dan heet het staal. staalsterk kunnen zeggen, omdat staal veel sterker is dan ijzer.
Zilver (argentum) is namelijk een edelmetaal en roest bijna niet. Andere edelmetalen zijn goud (aurum) en plantina (platinium). Let op: deze edelmetalen reageren wel met zuurstof en water, maar ze zullen niet snel roesten. Zilver moet je bijvoorbeeld eens in de zoveel tijd even oppoetsen.
Hout is, in relatieve zin, wel sterker dan staal als je kijkt naar de sterkte-gewichtsverhouding. Anders gezegd, hout heeft een grote sterkte bij een relatief laag eigen gewicht. Maar vanaf bepaalde overspanningen moet je wel uitkijken naar andere materialen.