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(1mpa等于多少公斤力)-1兆帕是多少公斤压力
抗拉强度,枪管,拉断(1mpa等于多少公斤力)-1兆帕是多少公斤压力
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
1mpa等于多少公斤力(1兆帕是多少公斤压力)
1911水管枪膛外径0.696英寸(17.67毫米),去掉蛋壳直径12毫米。壁厚2.83毫米。
枪口外径0.58英寸(14.73毫米),去掉蛋头直径11.45毫米,壁厚1.64毫米。
所以我们直接计算壁厚1.64mm水管能不能安全承压.45acp
图左.45acp,图右9mm
想要算出1.64mm壁厚的弹膛能不能承受.45acp子弹的膛压,必须要了解3个东西,第一是子弹的膛压。第二是钢材的力学性能。第三是管道耐压计算公式。
.45acp膛压很简单,一查就能查出来是140MPA。也就是140兆帕每平方厘米。1兆帕是10公斤力作用在1平方厘米的压强。换算一下就是枪管内膛1平方厘米的面积上要承受1400公斤的压力。
对压强不理解的,就当做压力就好了。最简单的区别就是压力跟面积大小没有关系。
压强跟受压面积有关系,是一个单位数据。如果1平方厘米是10公斤力,那么2平方厘米就是20公斤力。
那么这个膛压是怎么测出来的呢?其实就是跟测平时的气压一样。只是设备不一样了。
然后我们在讲一下钢材的力学性能。以美国牌号4140钢为例。换成国际牌号42crmo。
我们查出42crmo的抗拉强度是1080MPA(兆帕每平方厘米),屈服强度是930MPA(兆帕每平方厘米)。
这里要强调一点,这里数据是在硬度217HB(约20HRC)测出来的。这个硬度是出厂的毛坯硬度,很软,还没进行热处理。经过热处理之后性能还会提高很多。实际枪管的抗拉强度比这个高。
打个比方这个抗拉强度还没有12.9级螺丝高。12.9级的螺丝抗拉强度最低是1220兆帕每平方厘米,当然螺丝的硬度比42crmo的胚料硬了一倍,抗拉强度高也是正常的,只是给大家一个比较,不能使用这个哦
科普一下什么是抗拉强度,抗拉强度就是用一个液压机把测试的钢棒拉断的力量就是抗拉强度。42crmo抗拉强度是1080兆帕每平方厘米。一兆帕换算10公斤的力。也就是用一个外圆约12mm(横截面1平方厘米)左右的钢棒,在拉力机上测试。超过10800公斤的力量时,它就拉断了。
抗拉强度是一个单位数据,和压强一样,是受力与面积的比值。所以不用纠结枪管直径和测试的钢棒直径不一样。
下图是拉力机,数据就是通过它来采集的
把一个钢棒拉断,我们可以想象成用手拉断断塑料袋的情景,塑料袋在拉断之前,会发生变形,然后才会断。钢棒也是一样,也会变形。
所以它有一个更有价值的力学性能就是屈服强度,下图就是金属变形的照片。专业术语叫颈缩,意思就是像人的脖颈一样,被拉细了。
钢棒在拉力机上会经过3个阶段,第一阶段是微量变形,把施加的拉力去掉还能恢复原状,屈服强度就是第一阶段能承受的最大力量。所以屈服强度的值比抗拉强度小,它是930兆帕每平方厘米。
第二阶段就是彻底变形了,不能恢复原状了,一般会出现颈缩现象
第三阶段就是被拉断了,被拉断时候的力就是抗拉强度。
如果我们用抗拉强度来计算枪管耐压,假设枪管能承受150兆帕的膛压,那么子弹140兆帕膛压,虽然枪管没炸,但是会鼓包了,变形。如果用屈服强度来算,没超过屈服强度,枪管还能恢复原样,不会永久变形。
实际计算的时候,要给一个安全值,自动手枪枪管厚些,安全值可以是两倍三倍膛压,左轮弹膛薄,所以给1.5倍膛压做安全值就好了。枪管就是管道,用管道耐压计算公式就能算出枪管的膛压范围。公式只是理论计算,会和实际有误差。这个误差如果不大,加上多余的安全值,就是安全的。
1英寸=25.4毫米
枪管直径14.73mm换算成英寸是0.58in
壁厚1.64mm换算0.0645in
1MPA(公斤力/平方厘米)=14.22PSI(磅力/平方英寸)
屈服强度930MPA换算13227PSI
安全系数设为1.5倍膛压
得出结果工作压力1976PSI=138.9MPA,爆破压力2964PSI=208.4MPA
因为我用的是屈服强度算的,所以按照理论爆破压力时枪管还没变形。
.45ACP膛压140MPA,满足1.5倍安全值。而且这个还是在枪管没热处理的数据。
实际枪管通过调质处理,硬度25-35之间时,强度还会提高一些。
所以得出结论。左轮手枪弹轮薄,是安全的。
到这了还没有结束,我们要验证一下公式的准确性。我打算通过计算高压铝合金气瓶,来验证公式的准确性。如果公式的误差不超过30%,说明数据是有参考价值的。
铝合金高压气瓶,爆破压力85MPA,检测压力45MPA。外径61mm,壁厚最低6.3mm。材料6061铝合金。
经过我不停的查找资料,发现6061铝合金,百度查出的抗拉强度分别是265MPA和245MPA。但是国家对气瓶制造的标准文件要求的更高325MPA和276MPA,所以我按国家标准来。
直接算出结果,因为要比较的是爆破压力,所以安全系数设1
得出结论爆破压力955PSID换算67MPA,比官方公布的85MPA低了21%
所以说公式是有参考价值的
本文到此结束,希望对大家有所帮助呢。
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