内部圧力負荷下でのフィラメント巻きGFRPパイプにおけるストレス・ストレスの反応の実験的評価
Costin Nicolae Ilincă1, Ibrahim Naim Ramadan1, Rami Doukeh1
1Mechanical Engineering Department, Petroleum-Gas University of Ploiesti, 100680 Ploiesti, Romania.
Materials (Basel, Switzerland)
|February 13, 2026
まとめ
この研究では,繊維強化ポリマー (FRP) 管の設計基準を実験的に検証しています. フィラメント巻きガラスFRP (GFRP) パイプは,ホープが支配する反応を示し,ISO 14692のような国際設計コードの信頼性を確認しています.
科学分野:
- 材料科学 材料科学とは
- 機械工学の機械工学
- 土木工学 土木工学とは
背景:
- 繊維強化ポリマー (FRP) パイプは,圧力パイプの優れた耐腐蝕性および機械性能を提供します.
- 国際FRPパイプ規格における設計仮定については,限られた実験的検証が存在する.
- フィラメント巻きガラス繊維強化ポリマー (GFRP) パイプは広く採用されており,頑丈な設計検証が必要である.
研究 の 目的:
- ファイラメント巻きGFRPパイプの機械的反応とストレス分布を実験的に検証する.
- GFRPパイプの動作が,ISO 14692,ASME,およびBSコードの許容性ストレス設計フレームワークとの一致性を評価する.
- FRPパイプシステムにおける設計仮定の直接的な検証のための実験データを提供する.
主な方法:
- ファイラメント巻きGFRPパイプの牽引,曲げ,および完全な内部圧力試験を実施しました.
- 31barまでの変形を測定するために,軸および周りの方向の電気抵抗ストレンスゲージを使用しました.
- オーソトロピク・ラミネート理論を用いた実験的ストレスを導き出し,標準化された設計コードと比較した.
主要な成果:
- GFRPパイプは,サービス範囲内で主に線形弾性反応を示した.
- 周りの張力は常に軸上の張力を上回り,環が支配する反応を示しています.
- 31barでの実験的に導かれたストレス (σa ≈ 15.3 MPa, σh ≈ 18.8 MPa) は,理論的モデルと設計コードとの良好な一致を示した.
結論:
- この研究は,FRP管道システムの標準化された許容性ストレスの設計アプローチの適用性を検証しています.
- 実験的発見は,ISO 14692および補完的なコードに基づいてエンジニアリング設計の決定に直接的,根拠のあるサポートを提供します.
- この研究は,理論的な設計仮定とGFRPパイプの実際の性能の間のギャップを埋めています.
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