Umrechnung von Gigapascal in Megapound 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 Megapound pro Quadratzoll (Mpsi)

Das Megapfund je Quadratzoll ist eine Druckeinheit von einer Million Pfund je Quadratzoll oder 6,895 Gigapascal. Ihr Zeichen ist Mpsi. Nichts arbeitet bei diesem Druck; die Einheit besteht allein, um den Elastizitätsmodul anzugeben, jene Größe, die die Steifigkeit eines Werkstoffs beschreibt und nicht seine Festigkeit.

Zwei darin ausgedrückte Zahlen kennt jede amerikanische Maschinenbauingenieurin auswendig. Stahl hat einen Elastizitätsmodul von 29 Millionen Pfund je Quadratzoll und Aluminium von 10 Millionen, und dieses Verhältnis von rund drei zu eins bestimmt, wie sich beide in jedem Tragwerk verhalten. Ein Stahlteil und ein Aluminiumteil gleicher Form und gleicher Festigkeit verformen sich nicht gleich, und der Unterschied ist genau dieser Faktor.

Die übrigen gebräuchlichen Metalle ordnen sich darum. Titan liegt bei etwa 16,5 Millionen Pfund je Quadratzoll, Kupfer bei 17, Magnesium bei 6,5 und Gusseisen je nach Sorte zwischen 12 und 20. Da sich der Modul innerhalb einer Metallfamilie durch Wärmebehandlung oder Legieren kaum ändert, sind diese Zahlen weit beständiger als Festigkeitswerte und über Sorten hinweg verlässlich.

Bei Verbundwerkstoffen leistet die Einheit ihre interessanteste Arbeit. Übliche Kohlenstofffaser erreicht in Faserrichtung etwa 33 Millionen Pfund je Quadratzoll, hochmodulige Sorten 55 bis 85 und Glasfaser nur rund 10, so viel wie Aluminium. Da ein Verbundlaminat in jeder Richtung einen anderen Modul hat, arbeitet der Entwurf mit einem Satz von Werten statt mit einem einzigen, und die Einheit erscheint auf einem Datenblatt mehrfach.

Ihre metrische Entsprechung ist das Gigapascal, und die Umrechnung beträgt 6,895 Gigapascal je Megapfund und Quadratzoll. Stahl mit 29 Millionen Pfund je Quadratzoll sind 200 Gigapascal, Aluminium mit 10 Millionen sind 69, und das sind zugleich die beiden meistzitierten Steifigkeitszahlen der metrischen Technik. Beide Überlieferungen beschreiben genau dieselben Werkstoffe.

Modul und Festigkeit auseinanderzuhalten zählt hier mehr als irgendwo sonst. Ein Stahl mit einem Modul von 29 Millionen Pfund je Quadratzoll fließt womöglich bei 50 Tausend, ein Unterschied von nahezu sechshundertfach, und die beiden Eigenschaften sind voneinander unabhängig: Eine Wärmebehandlung kann die Festigkeit eines Stahls verdoppeln und seine Steifigkeit unangetastet lassen.

Ein Megapfund je Quadratzoll entspricht 1 000 000 Pfund je Quadratzoll, etwa 6,895 Gigapascal, rund 68 950 Bar oder 1000 Kilopfund je Quadratzoll.