Omrekenen van Gigapascal naar Kiloponden per vierkante inch

Informatie over de Gigapascal (GPa)

De gigapascal is een drukeenheid gelijk aan een miljard pascal, geschreven GPa. Het zijn duizend megapascal en tienduizend bar. Het is de eenheid waarin de materiaalkunde stijfheid aangeeft in plaats van sterkte, en waarin de drukken binnen in planeten en in hogedruklaboratoria worden beschreven.

De elasticiteitsmodulus is haar voornaamste gebruik. Staal heeft een elasticiteitsmodulus van ongeveer 200 gigapascal, koper 117, aluminium 70, gewoon glas 70, beton rond 30, hout in de vezelrichting 10 tot 15, en rubber minder dan een tiende van één. Die getallen beschrijven hoeveel een materiaal onder belasting rekt, niet wanneer het breekt, en zij verklaren waarom een stalen balk met dezelfde sterkte als een aluminium balk toch minder doorbuigt.

De diamant markeert de top van de gewone schaal. Zijn modulus van ruwweg 1200 gigapascal is de hoogste van elk natuurlijk materiaal, en daarom maakt men er aambeelden van voor hogedrukwerk: niets anders kan zo hard duwen zonder eerst zelf te vervormen. Synthetische diamant wordt industrieel gemaakt bij ongeveer vijf gigapascal en hoge temperatuur, in persen die eigens gebouwd zijn om die druk te houden.

Het binnenste van de aarde wordt in dezelfde eenheid beschreven. De druk aan de onderkant van de korst ligt rond één gigapascal, op de grens tussen mantel en kern rond 136, en in het middelpunt van de planeet rond 360. Diamantaambeeldcellen in het laboratorium halen tegenwoordig de centrale waarde en gaan eroverheen, waardoor het gedrag van ijzer en silicaten onder planetaire omstandigheden rechtstreeks kan worden onderzocht in plaats van afgeleid.

Ter vergelijking oefent het diepste punt van de oceaan slechts ongeveer 0,11 gigapascal uit. Die vergelijking is het bewaren waard, want zij laat zien hoeveel groter geologische drukken zijn dan alles wat met water te maken heeft: de bodem van de Marianentrog is een duizendste van de druk in het middelpunt van de aarde.

Onder de gigapascal beschrijft de megapascal de sterkte, en erboven blijft weinig over dan sterrenfysica en theorie. De terapascal duikt vooral op bij de elasticiteitsmodulus van koolstofnanobuisjes en in het binnenste van reuzenplaneten, zodat de gigapascal in de praktijk het plafond is van het bereik waarin laboratoria en ingenieurs werken.

Eén gigapascal is gelijk aan 1 000 000 000 pascal, 1000 megapascal, 10 000 bar of ongeveer 145 000 pond per vierkante duim.

Informatie over de Kilopond per vierkante inch (ksi)

Het kilopond per vierkante duim is een drukeenheid gelijk aan duizend pond per vierkante duim, of 6,895 megapascal. Het symbool is ksi. Het is geen drukeenheid in gewoon gebruik maar een spanningseenheid, en zo geeft de Amerikaanse techniek de sterkte van constructiematerialen aan.

Constructiestaal wordt erin voorgeschreven. De kwaliteit die lang A36 heette vloeit bij 36 kilopond per vierkante duim, en het breedflensstaal dat haar als Amerikaanse norm verving vloeit bij 50. Wapeningsstaal van klasse 60 vloeit bij 60, en hogesterktebouten worden op trek bij 120 geklasseerd. Die getallen zijn de woordenschat van het Amerikaanse constructieontwerp zoals 355 en 500 dat in Europa zijn.

Beton gebruikt dezelfde schaal omlaag. Een gangbaar constructiemengsel haalt na achtentwintig dagen vier kilopond per vierkante duim op druk, hoogwaardige mengsels acht of meer, en het voorgeschreven getal staat op de tekeningen, in de mengselopbouw en in het rapport van de proefkubus. Aluminiumlegeringen liggen ertussen, waarbij een gangbare warmtebehandelde kwaliteit rond 35 vloeit.

De breukmechanica trekt de eenheid in een ongewone richting door. Breuktaaiheid wordt gegeven in kilopond per vierkante duim maal de vierkantswortel uit een duim, een samenstelling die vreemd oogt maar dimensioneel juist is, en zij beschrijft hoe grote scheur een materiaal verdraagt voordat die doorloopt. De metrieke tegenhanger is megapascal maal de vierkantswortel uit een meter, en omrekenen ertussen vergt zorg.

Haar verhouding tot de metrieke wereld is in beginsel eenvoudig. Eén kilopond per vierkante duim is 6,895 megapascal, zodat een staal van vijftig ksi bij 345 megapascal vloeit en een staaf van zestig ksi bij 414. Wie tekeningen uit beide tradities leest, leert die factor uiteindelijk, omdat de twee stelsels dezelfde staalsoorten met verschillende getallen benoemen.

De naam wordt soms verkeerd gelezen. Een kilopond is hier duizend pond kracht, niet het kilopond massa dat in het vervoer soms kip heet, en de druk die het benoemt heeft niets te maken met enig gewicht in een houder. ksi als een spanning lezen en niet als een belasting ruimt de verwarring op.

Eén kilopond per vierkante duim is gelijk aan 1000 pond per vierkante duim, ongeveer 6,895 megapascal, ongeveer 68,95 bar of ongeveer 68 atmosfeer.