Eigenverlag BAM
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Faserverbundwerkstoffe (Komposite) zeigen außergewöhnliche Veränderungen ihrer Eigenschaften in Abhängigkeit von der Betriebsdauer. Daraus leitet sich auch die Notwendigkeit ab, eine Methode zu finden, die in der Lage ist, Festigkeiten und Restfestigkeiten von Komposit-Druckbehältern zu ermitteln. Dies kann mittels Lastwechselprüfung oder in anderen Fällen vorzugsweise mittels der langsamen Berstprüfung erfolgen. Für eine aussagekräftige Beschreibung der Festigkeit bedürfen die Ergebnisse beider Prüfverfahren einer statistischen Auswertung. Aber insbesondere die statistische Auswertung der berstbezogenen Festigkeitseigenschaften unterliegt neben der Frage der Stichprobengröße einer großen Unsicherheit mit enormen Folgen. Dies ist die Frage, welche Verteilungsfunktion der Streuung der Festigkeitseigenschaft konservativ zugrundegelegt werden darf. So ist zu untersuchen, ob die Gaußsche Normalverteilung (NV) die wahre Verteilung richtig beschreibt. Es könnten aber auch andere Funktionen, wie z. B. die Weibull-Verteilung notwendig sein, um eine Überschätzung der Überlebenswahrscheinlichkeit bzw. Zuverlässigkeit in dem interessanten Bereich von einem Ausfall pro 104 bis 108 Druckbehältern zu vermeiden.
Hydraulic pressure testing of composite gas cylinders damages the cylinders, but provides very limited information. For this reason, the Federal Institute of Materials Research and Testing (BAM) demands the assessment of the safety of design types for retest periods of more than three years by employing destructive testing of small samples.
This gives insight in properties not quantified by current standards.
Depending on the cycle fatigue behaviour of the individual design type either cycle tests or slow burst tests are employed. In this paper methods are introduced for a statistical assessment of sample results of both test methods. This includes gathering the average and load cycle burst strength, and the scatter of a sample as well as analysing and plotting them as a pair of values. Each pair of values representing a sample can be assessed approximately regarding its survival rate in service, if the introduced performance charts are employed.