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.

Umrechnungstabelle für Megapound pro Quadratzoll