2.5 Konformitätsbewertung Explosivstoffe/Pyrotechnik
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This study investigates the validation and calibration of the MAT_MM_CONCRETE material model for simulating the blast response of reinforced concrete slabs. A comprehensive experimental campaign, including blast loading measurements, structural response monitoring, and damage assessment, was used to benchmark numerical simulations performed with IMPETUS. The results show that the response of the model is governed primarily by the transition strain limits, while some commonly adjusted fracture-energy parameters may have only limited influence under specific conditions. It is also shown that vibrations, deformations, and crack patterns are key parameters for validation. The work highlights the importance of selecting physically relevant calibration parameters and validating simulations against multiple experimental observables to achieve reliable blast assessments.
Darstellung der umfangreichen BAM-Aktivitäten im Bereich der Entwicklung von produktspezifischen Normen für zivile Explosivstoffe. Im CEN/TC 321 und den Arbeitsgruppen WG4 und WG5 wurden auf Grundlage eines Normungsauftrags Normenreihen zu den folgenden Produktgruppen entwickelt: Sprengschnüre und Sicherheitsanzündschnüre, Sprengstoffe, Zünder und Verzögerungselemente, Terminologie und Informationen für den Verwender, Treibladungspulver und Raketentreibstoffe, elektronische Zündsysteme und vor-Ort hergestellte Sprengstoffe und deren Herstellungseinheiten.
Darstellung aktuelle Entwicklungen im Bereich der Normung von Feuerwerkskörpern der Kategorien F1-F3 gemäß DIN EN 15947 und F4 gemäß DIN EN 16261 im Hinblick auf Aspekte der Umwelt und funktionstechnischen Sicherheit. Weiterhin werden Diskussionen zu gesellschaftlich relevanten Aspekten in diesem Zusammenhang angeregt.
Darstellung der Aufgaben der BAM in der Rolle als benannte Stelle (Kenn-Nr. 0589) für die Konformitätsbewertungsverfahren bei Explosivstoffen für zivile Verwendung (Spreng- und Treibmittel, Zünder) gemäß EU-Richtlinie 2014/28/EU sowie bei pyrotechnischen Gegenständen nach EU-Richtlinie 2013/29/EU. Die BAM forscht im Rahmen sicherheitsrelevanter Themen zu Explosivstoffen und pyrotechnischen Gegenständen und berät in diesem Zusammenhang die Bundesregierung, Ministerien und Behörden. Der Wissenstransfer wird gesteuert durch Publikationen der Ergebnisse und Weiterentwicklung des Stands der Technik in sektorrelevanten Normen.
Darstellung von Untersuchungen zur Einschätzung des Auslösepotentials von Fahrzeugpyrotechnik an zivilen Explosivstoffen. Dies ist im Rahmen der Konformitätsbewertungen zwingend zu überprüfen, wenn detonationsfähige Substanzen im pyrotechnischen Gegenstand enthalten sind. Die Untersuchungen zweigen Schwächen des aktuellen Normentwurfs auf und schlagen Verbesserungsmöglichen bei der Prüfung und Bewertung vor.
Blast testing finds its implementation in several applications, e.g. for the purpose of investigation into accidental or intentional explosions, or for an assessment of the level of protection provided by a certain structural configuration. Analytical and/or semi-empirical methods are generally limited to preliminary assessments prior to blast testing. Applications of numerical simulations with hydrocodes coupled with finite element methods (FEM) can only reduce the amount of blast testing required, as these necessitate fulfillment of the fundamental prerequisites of model verification and that of model validation.
Field tests are implemented for contact detonations as well as near-field blast scenarios and shock tube tests for far-field blast scenarios. However, these can be extremely resource intensive. Reliable small-scale experiments are a promising alternative.
The concepts of dimensional analysis and similarity based on Buckingham’s Π-theorem (1914) have been applied in different fields. For applications to the phenomenon of shock wave propagation, Hopkinson-Cranz or cube-root scaling is a well-established concept. When it comes to scaling the structural response, research has predominantly focused on structures made of metallic materials. Scaled investigations with concrete or reinforced concrete (RC) structures remain limited. The lack of even the most basic guidelines (far from any ‘standardized scaling methods’ for blast tests) show that scaling as a method is not yet established in blast effects analysis.
In this preliminary study, we present a systematic approach and evaluation of scaling of blast effects analysis for RC slabs in order to develop guidelines for resource efficient testing methods. We study the blast scenario at two different scales. The focus of these investigations has been on evaluation of scaling of dynamics using pressure sensors, acceleration sensors and fiber optic sensing cables for distributed acoustic sensing (DAS). Further, the resulting plastic behavior upon blast is characterized by distributed strain sensing (DSS) along the same cables.
