home

discl. / ©, lid NVJ

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

advertenties:


knik, knikvastheid

 

knik, knikspanning

 1. Knik is het buigen van een kolom (staaf) door een erop uitgeoefende kracht (laterale deformatie, d.w.z. buiging in de lengterichting) waarbij de staaf een vorm kan aannemen die op een boog of golf lijkt. Doorzetten van de buiging heeft tot gevolg dat staaf bezwijkt. (Wanneer een staaf eenmaal begint te buigen (knikken), is een geringe extra kracht in de lengterichting, maar vooral uiteraard in de dwarsrichting, al voldoende om de staaf te laten bezwijken.)
In de constructieleer wordt bij knik meestal uitgegaan van een staaf die puur belast wordt in de richting van de as, dus niet dwars op de as van de staaf. 

Knik is afhankelijk van de stijfheid van het materiaal, de lengte van de staaf en de weerstand tegen doorbuiging in een bepaalde richting:
- hoe stijver een materiaal, des te minder kans op knik (bepalend is de elasticiteitsmodulus: hoe groter de elasticiteitsmodulus of E-modulus, des te kleiner de kans op knik; een stijf materiaal als staal heeft een E-modulus van ca. 200 terwijl hout een E-modulus van ca. 10 heeft en rubber van ca. 0,001)
- hoe langer de staaf, des te groter de kans op knik
- hoe groter de weerstand tegen doorbuiging in een bepaalde richting, des te kleiner de kans op knik in die richting (bepalend is het oppervlaktetraagheidsmoment: hoe hoger dit traagheidsmoment, des te minder de kans op knik); een mogelijkheid is dus ook om tussen kolommen die tot knik kunnen neigen, één of meer stalen drukstaven aan te brengen (de "kniklengte" wordt hierdoor verkort).

Knik op een staaf kan resulteren in:
- knik met uitbuiging
- torsie met verdraaiing
- torsieknik met uitbuiging en verdraaiing.


voorbeeld van knik:


knikinstabiliteit van een staaf (tabellenboek bouwkunde, wolters-noordhoff, 2002):


vormen van instabiliteit van centrisch gedrukte staven; knik met uitbuiging, torsie met verdraaiing en torsieknik met uitbuiging en verdraaiing;
klik voor groter (tabellenboek bouwkunde, wolters-noordhoff, 2002):


De kracht waarbij knik ontstaat, de knikkracht, is wiskundig bepaald door Euler:

Fknik = (p2 * E * I) / L2 [in N] 

waarbij
E = de elasticiteitsmodulus
I = oppervlaktetraagheidsmoment
L = de "virtuele" lengte.

De zogenoemde "effectieve lengte" L, ook wel kniklengte genoemd, is mede afhankelijk van de soort verbinding van de staaf met de omgeving:
- lengte = L bij scharnier-scharnier
- lengte = 0,7 * L bij scharnier-vast (onderaan scharnier)
- lengte = 0,5 * L bij vast-vast
- lengte = 2 * L bij vrij-vast (onderaan vrij).


een mooi voorbeeld van de invloed van belasting bij verschillende varianten van verbindingen, resp. scharnier-scharnier, vast-vast, scharnier-vast en vrij-vast;
klik voor groter (grahams child, wikipedia):


De knikspanning wordt dan:
s
knik = Fknik / A = (p2 * E * I) / (A * L2) [in N/mm2]

In deze formule is I / A de zogenoemde profielgrootheid, d.w.z. afhankelijk van de vorm van het profiel.
De slankheid l van een staaf is de verhouding van de kniklengte (de "effectieve lengte") en de traagheidsstraal (de traagheidsstraal i is √(I/A)):
l = L / i.

Om te vermijden dat een staaf gaat knikken, moet de knikspanning altijd kleiner zijn dan de vloeispanning van het materiaal: 
een voorbeeld op pagina 2 van deze pdf 
(uit het Basisboek Toegepaste Mechanica, J.W. Welleman, A. Dolfing en J.W. Hartman, Waltman, ISBN 90-212-9112-6, 2001).

Knik komt vooral voor bij een kolom, minder vaak bij een ligger omdat die niet vaak in de richting van de as wordt belast, maar meestal loodrecht op de as (een voorbeeld van belasting in de lengterichting vormen ijzeren spoorstaven die door verhitting langer zijn geworden dan de opening tussen de spoorstaven).


"sterke" doorbuiging, in de vorm van een boog (university of virginia):


"zwakke" doorbuiging, in de vorm van een sinusgolf (
university of virginia):


duidelijke knik (university of virginia):


knik bij elektriciteitsmasten, door ijsafzetting (oshkosh):


knik bij een ligger (spoorstaven, testlocatie):


Documentatie
- Knik en de voorschriften

Zie ook stalen plaatligger.

Eng. buckling; knikken is to buck; knikken van een buis is to collapse; knikken van een slang of snoer is to kink; knikfactor is buckling coefficient; knikspanning is buckling stress


2. Ook: knikklei, knipklei, knip. Knik is taaie, kalkarme, moeilijk te bewerken (zee)klei. Toedienen van kalk kan de agrarische waarde vergroten. Bron Grote NL Larousse.