Umrechnung von Gigapascal in Kilopound pro Quadratzoll

Informationen über Gigapascal (GPa)

Das Gigapascal ist eine Druckeinheit von einer Milliarde Pascal, geschrieben GPa. Es sind tausend Megapascal und zehntausend Bar. Es ist die Einheit, in der die Werkstoffkunde Steifigkeit statt Festigkeit angibt und in der die Drücke im Inneren von Planeten und in Hochdrucklaboratorien beschrieben werden.

Der Elastizitätsmodul ist ihr Hauptgebrauch. Stahl hat einen Elastizitätsmodul von etwa 200 Gigapascal, Kupfer 117, Aluminium 70, gewöhnliches Glas 70, Beton rund 30, Holz in Faserrichtung 10 bis 15 und Gummi weniger als ein Zehntel eines. Diese Zahlen beschreiben, wie stark sich ein Werkstoff unter Last dehnt, nicht wann er bricht, und sie erklären, warum ein Stahlträger gleicher Festigkeit wie ein Aluminiumträger sich dennoch weniger durchbiegt.

Der Diamant markiert die Spitze der gewöhnlichen Skala. Sein Modul von rund 1200 Gigapascal ist der höchste aller natürlichen Werkstoffe, und deshalb macht man aus ihm Ambosse für Hochdruckarbeit: Nichts sonst kann so hart drücken, ohne sich zuerst zu verformen. Synthetischer Diamant wird großtechnisch bei etwa fünf Gigapascal und hoher Temperatur erzeugt, in Pressen, die eigens für diesen Druck gebaut sind.

Das Erdinnere wird in derselben Einheit beschrieben. Der Druck an der Basis der Kruste liegt bei rund einem Gigapascal, an der Grenze zwischen Mantel und Kern bei etwa 136 und im Mittelpunkt des Planeten bei ungefähr 360. Diamantstempelzellen im Labor erreichen und überschreiten heute den Zentralwert, sodass sich das Verhalten von Eisen und Silikaten unter planetaren Bedingungen unmittelbar untersuchen statt erschließen lässt.

Zum Vergleich übt der tiefste Punkt des Ozeans nur etwa 0,11 Gigapascal aus. Diese Gegenüberstellung lohnt das Behalten, denn sie zeigt, wie viel größer geologische Drücke sind als alles, was mit Wasser zu tun hat: Der Grund des Marianengrabens ist ein Tausendstel des Drucks im Erdmittelpunkt.

Unter dem Gigapascal beschreibt das Megapascal die Festigkeit, darüber bleibt kaum etwas außer Sternphysik und Theorie. Das Terapascal erscheint hauptsächlich beim Elastizitätsmodul von Kohlenstoffnanoröhren und im Inneren von Riesenplaneten, sodass das Gigapascal praktisch die Obergrenze des Bereichs ist, in dem Laboratorien und Ingenieurwesen arbeiten.

Ein Gigapascal entspricht 1 000 000 000 Pascal, 1000 Megapascal, 10 000 Bar oder rund 145 000 Pfund je Quadratzoll.

Informationen über Kilopound pro Quadratzoll (ksi)

Das Kilopfund je Quadratzoll ist eine Druckeinheit von tausend Pfund je Quadratzoll oder 6,895 Megapascal. Ihr Zeichen ist ksi. Sie ist keine gebräuchliche Druckeinheit, sondern eine Spannungseinheit, und in ihr gibt die amerikanische Technik die Festigkeit von Baustoffen an.

Baustahl wird darin festgelegt. Die lange als A36 bekannte Güte fließt bei 36 Kilopfund je Quadratzoll, und der Breitflanschstahl, der sie als amerikanische Norm ablöste, fließt bei 50. Betonstahl der Güte 60 fließt bei 60, und hochfeste Schrauben werden mit 120 auf Zug bewertet. Diese Zahlen sind der Wortschatz des amerikanischen Tragwerksentwurfs, so wie 355 und 500 es in Europa sind.

Beton nutzt dieselbe Skala nach unten. Eine gebräuchliche Baumischung erreicht nach achtundzwanzig Tagen vier Kilopfund je Quadratzoll unter Druck, Hochleistungsmischungen acht und mehr, und die festgelegte Zahl steht auf den Plänen, in der Rezeptur und im Prüfbericht des Zylinders. Aluminiumlegierungen liegen dazwischen, eine gebräuchliche wärmebehandelte Güte fließt bei etwa 35.

Die Bruchmechanik erweitert die Einheit in ungewohnter Richtung. Die Bruchzähigkeit wird in Kilopfund je Quadratzoll mal der Quadratwurzel eines Zolls angegeben, ein Gebilde, das seltsam aussieht, aber dimensionsrichtig ist, und es beschreibt, wie großen Riss ein Werkstoff duldet, ehe dieser läuft. Die metrische Entsprechung ist Megapascal mal Quadratwurzel eines Meters, und die Umrechnung verlangt Sorgfalt.

Ihr Verhältnis zur metrischen Welt ist im Grundsatz einfach. Ein Kilopfund je Quadratzoll sind 6,895 Megapascal, ein Stahl mit fünfzig ksi fließt also bei 345 Megapascal und ein Stab mit sechzig ksi bei 414. Wer Pläne aus beiden Überlieferungen liest, lernt diesen Faktor zwangsläufig, denn beide Systeme benennen dieselben Stähle mit verschiedenen Zahlen.

Der Name wird gelegentlich falsch gelesen. Ein Kilopfund ist hier tausend Pfund Kraft, nicht das Kilopfund Masse, das im Transportwesen mitunter Kip heißt, und der damit benannte Druck hat mit keinem Gewicht in einem Behälter zu tun. ksi als Spannung und nicht als Last zu lesen räumt die Verwechslung aus.

Ein Kilopfund je Quadratzoll entspricht 1000 Pfund je Quadratzoll, etwa 6,895 Megapascal, rund 68,95 Bar oder etwa 68 Atmosphären.