TY - JOUR A1 - Mair, Georg A1 - Hoffmann, Martin T1 - Baumusterprüfung von Composite-Druckgefäßen - Probabilistische Betrachtung der Mindestberstdruckforderung nach Norm N2 - Die Methoden der Sicherheitsbeurteilung von Druckgefäße aus Verbundwerkstoffen werden zunehmend verfeinert, um Material und damit auch Kosten sparen zu können. So steht auch der Mindestberstdruck als eine der Basisforderungen in den relevanten Normen in der Diskussion. Im Beitrag wird dargestellt, wie die Anforderungen nach Norm unter Berücksichtigung der realen Streuung der Festigkeitseigenschaften nach dem Kriterium einer Mindestzuverlässigkeit prinzipiell zu bewerten sind. Im Ergebnis wird abgeleitet, dass eine quantitative Reduzierung bei Beibehaltung des Charakters der Anforderung sicherheitstechnisch bedenklich ist. Der Ansatz, die Sicherheit von Composite-Druckgefäßen nach dem Kriterium eines Mindestberstdrucks anhand einzelner Prüfmustern nachzuweisen, ist weder eine notwendige noch eine hinreichende Bedingung für ein sicheres Baumuster. Das Potenzial zur Materialeinsparung kann nur durch Umstellung der Sicherheitsnachweise auf ein probabilistisches Verfahren genutzt werden. KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Druckgefäße KW - Restfestigkeit KW - Degradation KW - Mindestberstdruck KW - Langsame Berstprüfung KW - Überlebenswahrscheinlichkeit KW - Probabilistischer Ansatz KW - Rechtsvorschriften PY - 2013 SN - 2191-0073 VL - 3 IS - 11/12 SP - 48 EP - 54 PB - Springer-VDI-Verl. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-28909 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Mesnil, Olivier A1 - Bulling, Jannis A1 - Prager, Jens A1 - Boller, Christian T1 - Erstellung von Wellenzahlkarten zur Schadensquantifizierung auf Basis von geführten Ultraschallwellen N2 - Die Verwendung von Verbundwerkstoffen ist nicht nur mit den Vorteilen einer Gewichtsreduzierung und einer verbesserten strukturellen Leistung verbunden, sondern auch mit der Gefahr von kaum sichtbaren Impakt- oder Herstellungsschäden. Eine der vielversprechenden Methoden zur Erkennung und Charakterisierung solcher Schäden basiert auf der Ausbreitung und Analyse geführter Ultraschallwellen. Der multimodale und dispersive Charakter dieser Wellen erschweren jedoch die Analyse. Verschiedene Signalverarbeitungsmethoden wurden vorgeschlagen, um die Interpretation von Signalen und die Extraktion der notwendigen Informationen über den Schaden zu erleichtern. Eine davon ist die Erstellung einer Wellenzahlkarte. Die Wellenzahlkarte erlaubt es jeden Punkt in einer hochaufgelöste Wellenfeldaufnahme eine Wellenzahl zuzuordnen. Diese Methode ermöglicht sowohl die Quantifizierung der Größe als auch der Tiefe des Schadens. In diesem Beitrag wird diese Bildgebungsmethode auf delaminierte Aluminium-CFK-Verbundstrukturen angewendet. Solche Strukturen entsprechen den umwickelten Druckbehältern, die zur Speicherung von Gasen in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Automobilindustrie verwendet werden. Zunächst werden die numerischen Untersuchungen zur einfachen Delamination in unterschiedlicher Tiefe vorgestellt. Als nächstes wird die Analyse von experimentellen Ergebnissen von einer geschädigten Aluminium-CFK-Platte präsentiert. Das Ergebnis der Bildgebung ist eine dreidimensionale Darstellung, die sowohl die Größe als auch die Tiefe des Impakt-Schadens liefert. T2 - Doktorandenseminar "Geführte Wellen" CY - Delbrück, Germany DA - 21.10.2019 KW - Schaden Quantifizierung KW - Faserverbundwerkstoffe KW - Geführte Wellen KW - Ultraschall KW - Impakt-Schaden PY - 2019 AN - OPUS4-49392 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - BOOK A1 - Mair, Georg T1 - Sicherheitsbewertung von Composite-Druckgasbehältern - Potential statistischer Methoden jenseits aktueller Vorschriften N2 - Das Buch zeigt einen alternativen Weg der Sicherheitsbeurteilung von Druckbehältern aus Faserverbundwerkstoffen. Dies ist insbesondere für die Mobilität der Zukunft und die zugehörige Energieversorgung mit Bio-/Erdgas und Wasserstoff von Interesse. Mit statistischen Methoden gelingt es, die Sicherheit auch jenseits der Grenzen aktueller Vorschriften fundiert zu beurteilen. Es wird dargelegt wie eine probabilistische sicherheitsbeurteilung als Alternative aussehen könnte. Dieser Ansatz basiert auf neuen Verfahren der zerstörenden Prüfung und statistischer Auswertung relevanter Festigkeitseigenschaften. Hierzu zählen die langsame Berstprüfung und ein spezielles Arbeitsdiagramm zur Auswertung von Stichproben. Darüber hinaus erlaubt der Ansatz die Quantifizierung der Degradation im Betrieb und zeigt Wege zur Abschätzung der Lebensdauer. Sicherheit wird diskutiert als Kombination von Überlebenswahrscheinlichkeit und Konsequenz. N2 - A detailed analysis of current approval requirements and relevant safety assessment methods for gas cylinders is given. With a focus on composite cylinders for storing compressed natural gas and hydrogen, this book demonstrates how current regulations and standards limit the ability to reduce cost and weight. Based on this data, it then highlights the potential offered by a new, probabilistic safety assessment standard. After addressing the economic potential of probabilistic safety assessment, the book details working procedures and the improvement of cycling and (slow) burst tests as methods for residual strength assessment. This is followed by methods for the statistical evaluation of test data, as well as considerations of samples size and character of distribution. A definition of sample strength is elaborated in terms of the “Sample Performance Chart” developed by the author. On this basis, safety is discussed as a property of service life and interpreted as an issue of degradation, before aspects of artificial aging for simulating the reliability level at end of life are discussed. Lastly, the book considers testing and inspection aspects: quality of production, degradation prediction by means of destructive sample tests parallel to operation, retesting periods, and correcting for under- and overestimates of safe lifetime. Presented in schematic diagrams, illustrations and tables, this information will enable manufacturers and operators to use this new approach in practice and support the improvement of current regulations and standards. KW - Sicherheitsbewertung KW - safety assessment KW - Streuung KW - scatter KW - Probabilistischer Ansatz KW - probabilistic approach KW - Gasspeicherung KW - gas storage KW - Faserverbundwerkstoffe KW - composite materials (FRP) PY - 2016 SN - 978-3-662-48131-8 SN - 978-3-662-48132-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-662-48132-5 SP - VII - XIX, 1 EP - 303 PB - Springer Vieweg CY - Berlin Heidelberg ET - 1 AN - OPUS4-35664 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dreyer, Christian A1 - Kahle, Olaf A1 - Wegener, M. A1 - Prager, Jens T1 - Composite mit strukturintegrierter Sensorik N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über aktuelle Möglichkeiten zur Integration von sensorischen Funktionen in Leichtbauwerkstoffe, mit Fokus auf Faserverbundkunststoffe (FVK). Neben den unterschiedlichen Arten der eingesetzten Sensoren werden auch deren Arbeitsweisen, Anwendungsbereiche und Anwendungsbreiten erläutert. Es erfolgt eine Diskussion der Auswirkungen der Integration von Sensoren in die Bauteilstruktur und daraus abgeleitet eine Betrachtung der Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden. Das lernen die Teilnehmer im Vortrag: Integration von Sensoren in Faserverbundstrukturen Anwendungen von Sensorik Auswirkungen der Funktionsintegration auf die Composite T2 - 3. Anwendertreff Leichtbau CY - Würzburg, Germany DA - 04.12.2018 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschallprüfung KW - Faserverbundwerkstoffe PY - 2018 AN - OPUS4-47313 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -