Dr. Dirk Windelberg Startseite Kontakt Impressum

Mathematische Betrachtungen zu Falltests von Containern
und ihrer Stabilität beim Aufprall
sowie zu dem Rückbau eines Reaktors



1. Einfluss der Festigkeit des Bodens: Für einen Container wird der Fall und der anschliessende Aufprall auf einen Boden mathematisch beschrieben. Dabei wird untersucht, wie mögliche Materialschädigungen (z.B. Risse) in der Aussenwand eines Containers durch die Festigkeit des Bodens beim Aufprall beeinflusst werden. Ohne Kenntnis der Festigkeit des Bodens kann nicht beurteilt werden, ob ein Container beim Aufprall auf diesen Boden undicht werden kann.

2. Ladungssicherung: Es wird durch eine mathematische Modellierung die Bewegung des Containers und seiner Ladung bei einem Falltest beschrieben. Über die Lage der Ladung und die Festigkeit des Bodens werden dabei die Voraussetzungen so gewählt, wie sie bei einem realen Versuch vorgefunden wurden. Die mathematischen Ergebnisse wurden durch die Daten eines Versuches qualifiziert. Damit ist eine Optimierung der Ladungssicherung durch vorherige Berechnung des Verhaltens bei einem Aufprall möglich.

3. Vergleich von Falltests in Sand und auf Stahlbeton: Für einen Fall aus 3 m Höhe werden vergleichende Berechnungen für die Bewegung, die Geschwindigkeiten und die maximalen Verzögerungen während und nach dem Aufprall auf verschieden feste Böden durchgeführt. Dabei wurde zur einfacheren Vergleichbar bei allen Versuchen stets der gleiche Punkt auf der Mantelfläche betrachtet. Für andere Punkte stehen die mathematischen Untersuchungen noch aus.

4. Filterung von FEM-Daten: Es werden unterschiedliche Verfahren ("Filterungen") zur Auswertung von Ergebnissen aus Finite-Element-Analysen angegeben, die jeweils zu verschiedenen Interpretationen der Materialbelastung führen. Hier besteht noch Interpratationsbedarf für die Wirkung hoher Frequenzen auf den Containerwerkstoff.

5. Rückbau eines Versuchsreaktors: Es werden verschiedene mathematische Aspekte für die Simulation des Rückbaus eines Versuchsreaktors angegeben. Das Ergebnis dieser Betrachtungen ist dann ein Film , in dem die einzelnen Rückbauphasen hintereinander ablaufen. (Vorsicht: dieser Film ist eine Datei von 233 MB.)





Stabilität von Containern



Stabilität von Containern
Beginn: 1998
Projektdauer: 1998 - heute.
Projektleitung: Dr. rer. nat. Dirk Windelberg




Ziele


Für einen mit Gefahrgut beladenen Container soll ein Fallversuch durchgeführt werden. Der Container soll aus einer ungünstigsten Position aus einer Höhe von mindestens 0.3 m auf einen sehr festen Boden fallen. Eine ungünstigste Position wird mathematisch bestimmt und aus dieser wird der Fall auf den Boden berechnet, um die maximalen Belastungen auf die Containerwände durch seine Ladung voraussagen zu können.


Anlass


Internationale Bestimmungen für die Sicherheit von Gefahrgut-Transporten erfordern Grenzwerte für Container und Ladung. Um diese festzulegen, muss der mathematisch / physikalische Zusammenhang zwischen Grenzwerten und dem Verhalten bei Bewegungen und beim Fallen erforscht werden.


Laufende Untersuchungen


Für Straßen-, Schienen-, Luft- und Wasser-Transporte wird eine Berechnung der Befestigung der Ladung in einem Gefahrgut-Container sowohl bezüglich normaler Transportbewegungen als auch bezüglich unfallbedingter Fall- und Umkipp-Bewegungen durchgeführt mit dem Ziel, Ladungssicherung zu optimieren.


Bisherige Untersuchungen


Für einen 7 t schweren, mit 28 t beladenen 40"-Container:
1. Definition einer ungünstigsten Position für einen Fallversuch aus 0.3 m Höhe.
2. Berechnung der maximalen Belastungen auf die Wände des Containers beim freien Fall aus 0.3 m Höhe aus der ungünstigsten Position.
3. Berechnung der maximalen Belastungen auf die Wände des Containers beim Drehen um die Aufprallkante.
4. Zusätzliche Berechnungen der maximalen Beschleunigungen (diese wurden vom Germanischen Lloyd meßtechisch bestimmt).



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