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Viele Konzepte zur Sicherheitsbewertungen beruhen auf der Untersuchung weniger, oder einzelner Prüfergebnisse. Aber auch im Fall umfangreicherer statistischer Untersuchungen können nur begrenzte Stichproben untersucht werden. Mittelwerte und Streuung kleiner Stichproben weichen mehr oder weniger von den wahren Eigenschaften des untersuchten Baumusters ab. Solche Abweichungen werden derzeit nicht oder nur sehr vage berücksichtigt. In diesem Aufsatz wird der Einfluss der Unsicherheiten aus Stichproben anhand der Bewertung von Composite-Druckgefäßen durch Berst- und Lastwechselprüfungen dargestellt.
Flüssige und komprimierte Gase sind in Deutschland, Europa und der Welt vielfältig als alternative Kraftstoffe im Einsatz. Diese werden unter teilweise hohem Druck in robusten Behältern an Bord gespeichert. Ein Versagen des Treibstoffbehälters im Schadensfall sollen verschiedene Sicherheitseinrichtungen, auch bei einem eventuell unfallbedingt auftretenden Fahrzeugbrand, verhindern. Sind diese Sicherheitseinrichtungen unfallbedingt beschädigt oder liegen die Belastungen dieser Einrichtung außerhalb ihres Auslegungsbereichs, ist ein Versagen des Behälters dennoch möglich. Dadurch kann es zur Bildung eines explosionsfähigen Brennstoff-Luft-Gemischs mit den entsprechenden Folgen für Fahrgäste, Einsatzkräfte und Umfeld kommen. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) untersucht im Forschungsprojekt "CoFi-ABV" mit umfangreichen zerstörenden Versuchsreihen im Realmaßstab die Folgen des unfallbedingten Versagens von Behältern für alternative Kraftstoffe und Maßnahmen zur Reduktion dieser Folgen im Rahmen einer ganzheitlichen Auswirkungsbetrachtung. Dieser Beitrag ist der Start einer Reihe und soll die Problemstellung sowie die Projektinhalte umfassend erläutern.
The presentation shows the basics on the graphic comparison of deterministic regulations and probabilistic safety requirements. In doing so, unsafe but approvable areas in the BAM-SPC (sample performance chart) becomes obvious; as the area of not approveable but safe strength properties does.
Finally the semi-porbabilistic approach of GTR#13 (global technical regulation for hydrogen vehicles) is analysed. Relevant figures show again potential of saving material and unsafe areas in case of high scatter at end of life.
This presentation provides the main issue of a probabilistic based safety assessment.
It shows the differences in terms of survival rate between some current deterministic standards and the probabilistic approach.
It deals with three test procedures: slow burst test, cycle test and fire engulfment test.
This presentation shows the most important steps for developing the probabilistic approach PA with a lot of detailed information on test results. It discusses the necessitiy of performing a slow burst test, to which amount degradation can be accepted and how these interacts with aspects of costs etc.
Current standards governing the design, qualification and in-service inspection of carbon fibre composite cylinders do not facilitate to optimise cylinder design. The requirements have been adapted from standards for metallic cylinders and cannot easily quantify the degradation processes in composite materials. In this article, the results of hydraulic and hydrogen pressure cycle life tests performed on composite reinforced tanks with a metal liner (type 3) and with a high density polymer liner (type 4) are shown. Moreover, the degradation measured by means of residual strength of the tanks after the cycling tests have been compared. It has been found that the most critical aging for metal based composite cylinder is the gaseous cycling while type 4 designs seem to be more sensitive to hydraulic cycling at high temperature.
Durch Anwendung der Monte-Carlo-Simulation auf das SPC-Arbeitsdiagramm der BAM lässt sich darstellen, in welchem Umfang aktuelle Mindestanforderungen in den Zulassungsvorschriften bereits im Neuzustand Baumuster akzeptieren, die keine hirneichende Zuverlässigkeit (Sicherheit) aufweisen. Dies ist hier exemplarisch u. a. am Beispiel der Wasserstofffahrzeug-GTR dargestellt.
There are several aspects that - dependent from the design of a pressure receptacle - cannot be checked by the currently mandatory inspection methods. Therefore, in some cases destructive tests are needed as alternatives. This requires the operation of statistical evaluation methods.
How it works and why it is necessary is shown for the examples of so called over-moulded cylinders and concerning composite cylinders.