Omrekenen van Terapascal naar Kiloponden per vierkante inch

Informatie over de Terapascal (TPa)

De terapascal is een drukeenheid gelijk aan duizend gigapascal, geschreven TPa. Het zijn tien miljoen bar. Niets van wat ingenieurs bouwen werkt bij deze druk, en de eenheid hoort in plaats daarvan thuis in twee heel verschillende hoeken van de wetenschap: de stijfheid van de sterkste bekende materialen en het binnenste van grote planeten.

De nanostructuren van koolstof zetten haar op de kaart. Een enkelwandig koolstofnanobuisje heeft een elasticiteitsmodulus dicht bij één terapascal, en een blad grafeen evenzeer, wat ze in verhouding tot hun gewicht tot de stijfste ooit gemeten materialen maakt. De diamant, lang de maatstaf, komt uit op 1,2 terapascal. Die drie getallen zijn de reden dat de eenheid überhaupt in de materiaalkunde opduikt.

Stijfheid op dit niveau is niet hetzelfde als sterkte. Een nanobuisje verzet zich enorm tegen uitrekken, maar een echte vezel gemaakt van vele ervan bezwijkt bij een veel lagere spanning, omdat de buisjes langs elkaar glijden. Een modulus van één terapascal verwarren met een breeksterkte van één terapascal hoort tot de meest voorkomende fouten in populaire beschrijvingen van deze materialen.

Het binnenste van planeten bereikt echte terapascaldrukken. Het middelpunt van Jupiter wordt op drie tot vier terapascal geschat, en de kernen van grotere gasreuzen daarboven. Onder zulke omstandigheden gedraagt waterstof zich als een metaal, en dat is wat het magneetveld van de planeet opwekt, zodat de eenheid een toestand van de materie beschrijft en geen belasting op een constructie.

Laboratoria halen haar tegenwoordig kortstondig. Door laser aangedreven schokcompressie en gepulste magnetische technieken drijven monsters voor nanoseconden tegelijk het terapascalbereik in, lang genoeg om vast te leggen hoe de dichtheid en de structuur van een materiaal reageren. Die proeven zijn het enige rechtstreekse bewijs dat er is over materie onder de omstandigheden binnen in reuzenplaneten.

Ter grootteorde: één terapascal is tien miljoen maal de luchtdruk en ongeveer drie maal de druk in het middelpunt van de aarde. Het getal houdt op iets te zijn wat een mens kan voelen en wordt een beschrijving van wat atomen doen wanneer zij zo dicht op elkaar worden geperst dat hun scheikunde verandert.

Eén terapascal is gelijk aan 1 000 000 000 000 pascal, 1000 gigapascal, 10 000 000 bar of ongeveer 145 miljoen 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.