ポンド毎平方インチからメガポンド毎平方インチへの換算

ポンド毎平方インチ（psi）について

1 平方 インチ あたりの ポンド は、6894.76 パスカル にあたる圧力の単位です。記号は psi です。1 平方 インチ に広がった 1 ポンド の力であり、アメリカ の実務上の圧力の単位であるとともに、世界じゅうで売られる非常に多くの機器の単位でもあります。油圧と空気圧の機械の実に多くが、アメリカ の仕様に沿って設計されているからです。

もっともなじみ深い現れ方は タイヤ です。乗用車は 30 から 35 ポンド 毎 平方 インチ、自転車の タイヤ は 80 以上、大型 トラック は 100 前後に入れます。圧力と接地面が力を合わせて車を支えているので、この数値の小さな違いが操縦性と燃費と タイヤ の寿命を変えます。だからこそ、どの自動車でも 扉 の内側にこの値が印刷されているのです。

圧力のかかる系も同じ目盛りを使います。工場の空気配管は 90 から 120 ポンド 毎 平方 インチ、家庭の水道は 40 から 80 で届き、油圧の機械は 3000 前後で働き、満たした潜水用の ボンベ は 3000 以上を保ちます。都合のよい偶然は、大気圧が 14.7 ポンド 毎 平方 インチ だということです。ですから 30 という読みは、絶対の値でおよそ大気圧の 3 倍を意味します。

その絶対の区別は、記号そのものに書き込まれています。技術者は、まわり の空気を基準に測った ゲージ 圧を psig、真空を基準に測った絶対圧を psia と書きます。32 psig の タイヤ は 46.7 psia にあり、気体の量や容器の強さを計算するときに二つを取り違えれば、1 気圧ぶんの誤りが入ります。低い圧力では、それが答えの大部分になってしまうのです。

航空はこれを 与圧 の差に使います。旅客機は巡航高度で、客室と外の空気とのあいだにおよそ 8 から 9 ポンド 毎 平方 インチ の圧力差を保ちます。機体はこの繰り返される荷重に対して設計され、疲労の試験を受けます。この数値が実質的な客室高度を決め、ひいては長い飛行の終わりに乗客がどう感じるかを決めます。

メートル法 への換算は厳密ですが覚えにくく、1 ポンド 毎 平方 インチ は 6894.76 パスカル です。持ち歩く値打ちのある目安は二つです。1 バール は およそ 14.5 ポンド 毎 平方 インチ、1 ポンド 毎 平方 インチ は およそ 7 キロパスカル。どちらも圧力計を見当づけるには十分で、どちらも設計の計算には足りません。

1 ポンド 毎 平方 インチ は、6894.76 パスカル、およそ 0.0689 バール、およそ 6.89 キロパスカル、あるいは およそ 0.068 気圧に等しくなります。

メガポンド毎平方インチ（Mpsi）について

1 平方 インチ あたりの メガポンド は、100 万 ポンド 毎 平方 インチ、すなわち 6.895 ギガパスカル にあたる圧力の単位です。記号は Mpsi です。この圧力のもとで働くものは何もありません。この単位は、材料がどれだけ強いかではなく、どれだけ硬いかを表す量である弾性率を示すためだけに存在します。

この単位で表される二つの数値を、アメリカ の機械技術者はもれなく そらんじて います。鋼の ヤング 率は 2900 万 ポンド 毎 平方 インチ、アルミニウム は 1000 万で、この およそ 3 対 1 の比が、どんな構造でも二つのふるまいを決めます。形も強さも同じ鋼の部品と アルミニウム の部品は、同じようには たわみ ません。その差はまさにこの係数です。

よく使うほかの金属も、その まわり に並びます。チタン は およそ 1650 万 ポンド 毎 平方 インチ、銅は 1700 万、マグネシウム は 650 万、鋳鉄は種類によって 1200 万から 2000 万です。弾性率は、同じ金属の族のなかであれば熱処理や合金化でほとんど変わりませんから、これらの数値は強度の数値よりはるかに安定しており、材質が違っても頼りにできます。

この単位がいちばん興味深く働くのは複合材です。標準的な 炭素 繊維 は 繊維 方向で およそ 3300 万 ポンド 毎 平方 インチ、高弾性率の等級は 5500 万から 8500 万、ガラス 繊維 はわずか 1000 万ほどで、アルミニウム と同じです。複合材の 積層 板は向きごとに違う弾性率をもちますから、設計する人は ひとつ ではなく一組の値を扱うことになり、1 枚の仕様書のなかにこの単位が何度も現れます。

メートル法 での相当量は ギガパスカル であり、換算は 1 メガポンド 毎 平方 インチ あたり 6.895 ギガパスカル です。2900 万 ポンド 毎 平方 インチ の鋼は 200 ギガパスカル、1000 万の アルミニウム は 69 ギガパスカル であり、これらは メートル法 の工学でももっともよく引かれる剛性の数値です。二つの流儀は、まったく同じ材料を語っているのです。

弾性率と強度を取り違えないことは、ここでこそもっとも大切になります。弾性率 2900 万 ポンド 毎 平方 インチ の鋼が降伏するのは 5 万かもしれません。600 倍近い開きです。しかも二つの性質はたがいに独立しています。熱処理は鋼の強度を 2 倍にしながら、剛性にはまったく手を触れずにおくことができるのです。

1 メガポンド 毎 平方 インチ は、100 万 ポンド 毎 平方 インチ、およそ 6.895 ギガパスカル、およそ 6 万 8950 バール、あるいは 1000 キロポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。