笔者从事热压、复合近三十年，经常遇到有客户不知道怎么计算辊压时的压力，并被MPa、Pa、bar、mbar、psi、kgf/c㎡、mmHg、torr、kg、ton这些可以表示“压力”的单位所困扰，无所适从。

本文从原因分析入手，并以多年的经验教您轻松应对。

困扰的根源

造成这种困扰的原因有多种，其中最主要的是工程领域对于“压力”与“压强”概念的混用。

实际上，初中物理中有非常明确的定义。

所谓压力，就是垂直压在物体表面上的力。受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显；反之，压力相同时，受力面积越小压力作用效果越明显。这就引出了“压强”的概念。

所谓压强，就是物体单位面积上受到的压力。

压强的计算公式为P=F/S

其中，P：帕斯卡（Pa）；F：牛顿（N）；S：㎡

由此可见，“压力”和“压强”是完全不同的概念。

然而，就是这样两个区别非常明显的概念，却让职场上很多人分不清，更不知道衍生出的计算。这主要是因为，在工程领域，一般都不使用“压强”这个词，而是用“压力”来表示“压强”。如此一来，“压力”这个词的压力可大了，既要表示物理概念中的“压力”，还兼顾了物理学中“压强”的概念。更主要的是，这给很多读书时不是学霸的人带来了很大的困扰，经常混淆。

同时，由于工程上表示“压强”这个概念的定义和单位有很多，既有公制单位也有英制单位，不同行业约定俗成的习惯也有所不同。当从业者接触到跨行业的概念时，就进一步加剧了这种混乱。

工程上常用的压力表示

工程上提到的“压力”，大多数情况下是指的“压强”。常用的表示单位包括：Pa、kPa、MPa、mmHg、atm、bar、mbar、kgf/c㎡、PSI、torr等。

在科学研究领域，Pa、kPa、MPa以及atm仍然是最常用的单位，其换算可以这样表示：

1Pa=1 N/㎡(牛顿每平方米)

1KPa=1000Pa

1MPa=1000KPa=1000000Pa

1atm=101325 Pa≈100 KPa 或101KPa或0.1 MPa，通常称为一个标准大气压。

微型真空泵、微型水泵、微型气泵、微型气体采样泵、微型抽气泵、微型气体循环泵等选型中，以下单位较为常用：

(1).mbar(毫巴)、bar(巴)；

(2).mmHg(毫米汞柱)、inHg(英寸汞柱)；

(3).kgf/cm^2(公斤力每平方厘米)，通常简称“公斤”；

(4).inH20(英寸水柱)、mH20(米水柱)；

(5).torr(托)；

(6).PSI(磅每平方英寸)

在各种气泵、真空泵中，也常用到以下单位：

1个大气压= 0.1 MPa = 100 KPa；

1个大气压= 1公斤= 10米水柱= 400 inH20；

1个大气压= 1000 mbar= 1 bar；

1个大气压= 760 mmHg= 760 torr

水泵领域常用以下单位：(为方便起见，都取近似值)

1公斤= 1 bar；

1公斤= 0.1 MPa；

1公斤= 14.5 PSI

抓住本质，轻松应对

上述单位很容易让人看得一脸懵，但笔者看来，遇到这种情况不要急，只要稍作分析，就可以轻松应对。

首先是必须要分清楚眼前的“压力”在物理上到底是“压力”还是“压强”。举个例子，下图是一个典型的辊压机示意图，通常通过液压缸施压。

假设液压缸的缸径是φ200mm，液压站提供的压力是7MPa，辊压机工作时受压材料的幅宽是0.5m，则可计算出轧辊的线压力。

上述情况中，液压站提供的“压力”实际上是物理学中的“压强”，要计算的轧辊线压力则是物理学中的“压力”。

液压缸的缸径φ200mm，则其半径r为10cm。

因此，液压缸的面积为：πr²=3.14×10²=314c㎡

单个液压缸提供的压力为：314c㎡×7MPa=314c㎡×70kgf/c㎡=21980kgf

两个液压缸施加的总的力为：21980×2=43960kgf，这就是轧辊工作时总的线压力。

由于材料宽幅为0.5m，则单位长度的线压力为：43960kgf÷0.5m=87920kfg/m。

当然，只是计算线压力还不能比较客观地反映材料的实际受压。通常情况下，受到辊压的材料会产生变形、压薄，而这个过程中材料的受到的压力也是变化的。

这种情况下，可以按照以下模型来计算材料受到的压力。

计算方法如下：

式中，

为平均压强，A 为接触面积，是指轧件和轧辊实际接触弧柱面的水平投影。对于薄的材料，A的计算可以表示为：

式中，B、b 分别为入、出口处带材宽度；R 为轧辊半径；Δh 为压下量。

为了更好地理解，下面举例说明。

假设轧辊半径为200mm；极片下压前厚度为400μm，压下后的厚度为300μm；下压前后的材料宽度均为200mm。将所有参数单位换算成厘米（cm），则平均面积为：

假设线压力为1ton（1000kg），则受到的平均压力（实际是压强）为：

当然，材料受压时，受到的压力是一个变化的过程，但平均压力对于工程应用来说够用了。

本文中，为了让人更好地理解，有些地方将物理学意义上的“压力”与“压强”区别开来。但工程上往往还是统一称为“压力”，读者要学会区分。也希望本文能帮助到您对于“压力”的理解，让您遇到“压力”时感受到的压力更小一些。