TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Scheidemann, Robert A1 - Wolff, Dietmar A1 - Zencker, Uwe A1 - Völzke, Holger T1 - Untersuchungen zum Verhalten von Dämpferbeton unter Stossbelastung N2 - Während des Transportes sind Behälter für hoch radioaktive Abfälle durch stoßdämpfende Bauteile vor Einwirkungen, die aus Unfallszenarien gemäß den IAEA Regularien resultieren können, weitestgehend geschützt. Nach dem Entfernen dieser Komponenten im Rahmen der Einlagerung ins Zwischenlager müssen Vorkehrungen getroffen sein, um Beanspruchungen der Behälter aus möglichen Handhabungsunfällen im Empfangsbereich zu reduzieren. Die Maßnahmen müssen vor allem darauf abzielen, die stoßdämpfenden Eigenschaften der potentiellen Aufprallflächen zu optimieren. Da Standardmaterialien für Fundamente nur ein geringes Energieabsorptionsvermögen aufweisen, wurde durch die Firma HOCHTIEF eine neuartige Betonmixtur entwickelt, bei der ein spezieller Leichtzuschlag zum Einsatz kommen. Zur Charakterisierung dieses sogenannten Dämpferbetons liegen Standardkennwerte vor sowie Messwerte aus Eindringversuchen, die zur Qualitätssicherung für jede Produktcharge durchgeführt werden. Das stoßdämpfende Potential des neuen Werkstoffs kann jedoch nur dann vollkommen ausgeschöpft werden, wenn die Energieabsorption in numerischen Simulationen der Behälterabstürze über die gesamte Belastungsdauer zuverlässig wiedergegeben wird. Für die Implementierung und Anpassung eines entsprechenden Materialmodelis in einem Finite Elemente (FE) Programm sind Daten aus systematischen Druckversuchen mit Variation der relevanten Einflussgrößen erforderlich. An der BAM werden daher im Rahmen eines werkstoffübergreifenden Forschungsvorhabens zur Untersuchung von stoßdämpfenden Strukturen auch die Eigenschaften von Dämpferbeton experimentell untersucht und zugehörige numerische Methoden entwickelt. Der aktuelle Beitrag behandelt die Ergebnisse der ersten Projektphase, in der kubische Probekörper mit der Kantenlänge 100mm bei unterschiedlichen Lagerungsbedingungen statisch und dynamisch gestaucht wurden. In nachfolgenden Versuchen wird der Einfluß der Probengröße ermittelt sowie die Eignung der verwendeten Materialmodelle anhand realistischer Belastungssituationen validiert. Versuchsprogramm. T2 - Jahrestagung Kerntechnik 2011 CY - Berlin, Germany DA - 17.05.2011 KW - Stoßdämpfende Werkstoffe KW - Materialmodellierung KW - Versuchsprogramm KW - Stoßbelastung KW - Dehnratenabhängigkeit KW - Temperaturabhängigkeit KW - Polyurethan Schaum KW - Dämpferbeton PY - 2011 IS - Session TS-17 / Paper 171 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-23836 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wille, Frank A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert T1 - Test Facilities for Radioactive Materials Transport and Storage Packagings at BAM N2 - BAM acts as authority and for service in safety assessment of packages for transport and storage of radioactive materials. We offer extensive test capabilities and application of analytical methods for design verification and simulation for all types of packages for the transport and storage of radioactive materials according with the international IAEA Regulations for the safe transport and for national storage acceptance criteria. BAM operates several test facilities for drop and stacking testing, leak testing and thermal testing. The large drop test tower allows dropping full-scale specimens up to 200,000 kg in any drop orientation as requested. The comprehensive test facilities combined with long-term experience, newest equipment and measurement devices according to the latest state-of-the-art technology ensures realisation of complex test campaigns for package safety evaluation. Beyond that, non-destructive and destructive material test devices and experts are available. Equipment and application of all kinds of typical measurement categories can be offered for testing campaigns. In recent years we performed testing of full-scale type B package models with complex handling and preparation procedures. The results were contributed for different package design approval procedures. Type A packages mainly designed for medical related transport purposes, were continuously tested according to the transport regulations over recent years as well. Moreover, we work on research topics with relevance to package safety. The mechanical behaviour of lid closure systems under transport and storage conditions and the thermal behaviour of impact limiters were recently of special importance for the assessment competencies of BAM and were investigated under use of our test facilities. The paper describes the test facilities and capabilities for package design safety evaluation at BAM and shows examples from our recent work. T2 - PATRAM 2022, 20th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials CY - Juan-les-Pins, France DA - 11.06.2023 KW - IAEA KW - Fire test KW - Drop testing KW - Transport KW - Package PY - 2023 SP - 1 EP - 12 AN - OPUS4-57967 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eisenacher, Germar A1 - Scheidemann, Robert A1 - Neumann, Martin A1 - Sterthaus, Jens A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger T1 - Stauchversuche mit querdehnungsbehinderten Fichtenholzproben verschiedener Faserorientierungen bei veränderlicher Dehnrate T1 - Compression tests with laterally constrained spruce specimens with varying fiber orientations and loading rates N2 - Im Zuge des Forschungsvorhabens ENREA (Entwicklung rechnerischer Analysemethoden für stoßdämpfende Strukturen beim Anprall oder Absturz von Abfallgebinden) führt die BAM systematische Untersuchungen an stoßdämpfenden Werkstoffen, unter anderem an Fichtenholz, durch. Zweck der mit diesen Untersuchungen erzeugten Datenbasis ist die Erstellung und Parametrierung eines Finite-Elemente- (FE-) Materialmodells, das die Modellierung holzgefüllter stoßdämpfender Bauteile von Transportbehältern für radioaktive Stoffe in der FE-Simulation ermöglichen soll. Anhand von Ergebnissen aus der ersten Versuchsphase werden der Einfluss der Dehnrate und der Faserorientierung auf das Kraft-Verformungs-Verhalten von Fichtenholz diskutiert. Anschließend wird die rechnerische Modellierung von Fichtenholz diskutiert und die Anforderungen an ein Materialmodell werden erläutert. N2 - In the course of research project ENREA (development of numerical methods for analyzing impact limiters subjected to impact or drop scenarios), BAM is systematically investigating impact limiting materials, e. g. spruce wood. Goal of these investigations is to establish and parameterize a finite element (FE) material model which enables the modeling of wood filled impact limiting devices of transport casks for radioactive materials. Using results of the first test stage, the effect of loading rate and fiber orientation on the force-deflection characteristics of spruce wood will be presented. Following, computational modeling of spruce wood including requirements for a material model will be discussed. T2 - KONTEC 2011 - 10. Internationales Symposium "Konditionierung radioaktiver Betriebs- und Stilllegungsabfälle" CY - Dresden, Germany DA - 06.04.2011 PY - 2011 N1 - Sprachen: Deutsch/Englisch - Languages: German/English SP - 465 EP - 478 AN - OPUS4-23684 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert T1 - Simulationen von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten T2 - KONTEC 2013 - 11. Internationales Symposium 'Konditionierung radioaktiverBetriebs- und Stilllegungsabfälle' CY - Dresden, Germany DA - 2013-03-13 KW - PU-Schaum KW - Fichtenholz KW - Geführte Fallversuche KW - Materialmodellierung KW - Dehnratenabhängigkeit KW - Temperatursensitivität PY - 2013 IS - Sektion 4 / Vortrag 031 SP - 774 EP - 780 AN - OPUS4-28872 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert T1 - Simulation of shock absorbing materials loaded by drop weights T1 - Simulation von stoßdämpfenden Werkstoffen unter dem Aufprall von Fallgewichten N2 - Zur numerischen Simulation von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe unter mechanischen Unfallbedingungen sind geeignete Materialmodelle und zugehörige Parametersätze für alle relevanten Behälterbauteile und den Aufpralluntergrund sowie gegebenenfalls für weitere am Störfall beteiligte Komponenten erforderlich. Sie bilden eine wesentliche Grundlage um für unterschiedliche Belastungsvarianten und Temperaturen zuverlässige Berechnungsergebnisse zu ermitteln, die umfangreiche experimentelle Erprobungen zumindest in Teilen ersetzen und damit einen zentralen Bestandteil von sicherheitstechnischen Nachweisen in gefahrgut- und atomrechtlichen Zulassungs- und Genehmigungsverfahren bilden können. Für die Auslegung der Behälter von besonderer Bedeutung ist die Effizienz der eingesetzten energieabsorbierenden Elemente, wie beispielsweise Stoßdämpfer am Behälterdeckel oder -boden bzw. äquivalente Strukturen auf oder im Fundament von Zwischen- und Endlagern. Diese Bauteile, die häufig aus Holz, Polyurethan (PU) - Schaum oder Dämpferbeton hergestellt werden, erfahren beim Auf- oder Anprall erhebliche plastische Deformationen, deren Verteilung und Größenordnung u.a. von der Belastungsgeschwindigkeit, dem Belastungsverlauf und der Temperatur bestimmt werden. Die Berücksichtigung dieser Faktoren in dynamischen Finite Elemente (FE) Berechnungen, die den heutigen Stand der Simulationstechnik repräsentieren, setzt eine systematische Datenbasis für den stoßdämpfenden Werkstoff voraus und die Implementierung dieser Informationen in numerischen Materialformulierungen. An der BAM wird seit Ende 2008 im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens ENREA (Entwicklung rechnerischer Analysemethoden für stoßdämpfende Strukturen beim Anprall oder Absturz von Abfallgebinden) die experimentelle Bestimmung derartiger Daten sowie die Anpassung und teilweise Neuentwicklung geeigneter Materialmodelle betrieben. T2 - KONTEC 2013 - 11. Internationales Symposium 'Konditionierung radioaktiverBetriebs- und Stilllegungsabfälle' CY - Dresden, Germany DA - 13.03.2013 KW - Polyurethane foam KW - Spruce KW - Guided drop tests KW - Material models KW - Fem KW - Strain rate sensitivity KW - Temperature sensitivity PY - 2013 IS - Sektion 4 / Vortrag 031 SP - 781 EP - 787 AN - OPUS4-28871 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Package testing of a dual purpose cask for SNF from German research reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the licensing procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according to the IAEA-Regulations [1]. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a double lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the requirements of the IAEA regulations [1]. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3d- measurements using the projected fringe method in combination with multi-image photogrammetry. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport. Especially to the verification of the dynamic finiteelement model of the package used in the package design safety report [2]. The paper describes the performance of the drop tests, selected test results focusing on the lid screws and the cask body and the deformation of the impact limiters as well as impact kinematics, respectively. T2 - IHLRWM2019 CY - Knoxville, TN, USA DA - 14.04.2019 KW - Drop test KW - Package testing KW - Dual purpose cask PY - 2019 SN - 978-0-89448-761-3 VL - 2019 SP - paper 27283, 1 EP - 7 PB - ANS AN - OPUS4-50619 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Völzke, Holger A1 - Scheidemann, Robert A1 - Zencker, Uwe T1 - Numerical and experimental investigations of polyurethane foam for use as cask impact limiter in accidental drop scenarios T2 - WM2012 - Waste management conference CY - Phoenix, AZ, USA DA - 2012-02-26 KW - Plasticity KW - Finite elements KW - Material models KW - Rate dependency KW - Temperature dependency KW - Compression tests KW - Drop tests KW - Parameter identification PY - 2012 SN - 978-0-9836186-1-4 N1 - Serientitel: WM Symposia – Series title: WM Symposia IS - Paper 12099 SP - 1 EP - 9 AN - OPUS4-26270 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Müller, Karsten A1 - Droste, Bernhard A1 - Völzke, Holger T1 - Model-Sized and Full-Scale Dynamic Penetration Tests on Damping Concrete T2 - 17th International Symposium on the Packaging and Transportation of Radioactive Materials PATRAM 2013 CY - San Francisco, CA, USA DA - 2013-08-18 PY - 2013 AN - OPUS4-30276 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert A1 - Kasparek, Eva Maria A1 - Müller, Karsten A1 - Droste, Bernhard A1 - Völzke, Holger T1 - Model-sized and full-scale dynamic penetration tests on damping concrete N2 - Mechanical loading conditions of transport and storage casks for radioactive materials in accidental scenarios are highly affected by the behavior of both: the impact limiters and the footing materials. To minimize potential damages during the handling of casks, a so called damping concrete is frequently used for the footings in interim nuclear facilities. It obtains its shock absorbing properties through admixing of polymer cells. For a comprehensive mechanical evaluation of casks, advanced material models are also needed for damping concrete. In order to characterize the mechanical properties and to develop numerical material models, penetration tests were carried out at different test facilities of BAM. The tests contain static and dynamic penetration tests on cubic specimen with an edge length of 100 mm as well as mortared specimen with a size of 240 x 240 x 50 cm³. Indenters with different geometries and diameters were used for these model-sized penetration tests. Subsequently a full-scale cylindrical cast-iron indenter with a diameter of 110 cm was dropped of 5 m height on a realistic damping concrete footing. T2 - PATRAM 2013 - 17th International symposium on the packaging and transportation of radioactive materials CY - San Francisco, CA, USA DA - 18.08.2013 KW - Drop test KW - Dynamic KW - Penetration KW - Damping concrete PY - 2013 SP - 1 EP - 10 PB - Omnipress AN - OPUS4-30233 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheidemann, Robert T1 - Model-size and full-size penetration tests on damping concrete T2 - Junior Euromat 2014 CY - Lausanne, Switzerland DA - 2014-07-21 PY - 2014 AN - OPUS4-31790 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -