Die Auslegung elastischer Klebungen erfolgt derzeit hauptsächlich nach dem sogenannten Nennspannungskonzept. Diese Art der Auslegung ist vom rechnerischen Aufwand her relativ einfach, die Übertragbarkeit auf unterschiedliche Geometrien ist jedoch nicht gegeben, da Spannungs- bzw. Dehnungszustände nicht mit einer hohen örtlichen Auflösung detektiert werden können.
Ziel des Projektes ist es, eine Methode für die lokale Verformungsanalyse elastischer Klebverbindungen zu entwickeln. Das Prinzip beruht auf der Partikelverfolgung von im Klebstoff eingebrachten Markerpartikeln mittels in-situ Computertomographie Messungen. Die Klebstoffmatrix wird nahezu artefaktfrei abgebildet, ebenso wie die im Klebstoff eingebetteten Markerpartikel und ebenfalls enthaltene Kavitäten. Somit lässt sich unter anderem das Partikelverhalten unter Lasteinwirkung analysieren und auftretende Delaminationseffekte zwischen Markerpartikel und Klebstoffmatrix identifizieren. Eine exakte Partikelverfolgung ist realisierbar.
Im Projekt wird eine Methode zur direkten hochaufgelösten Dehnungsmessung in Klebschichten erforscht, die neue Auslegungsmöglichkeiten von Klebungen eröffnet. Der experimentelle Aufwand zur Kennwertermittlung wird dadurch erheblich reduziert. Das aus den Ergebnissen resultierende bessere Materialverständnis schafft neue, bessere Modellierungs- und Simulationsmöglichkeiten.
Langfristiges Ziel ist es, daraus ein Auslegungstool zu entwickeln, das dem kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) direkt zur Verfügung. Die verwendete Methode ist dabei deutlich genauer und auch übertragbarer als das heutige Nennspannungskonzept. Das erhaltene Tool erspart dem KMU die rechen- und somit zeitintensiven FE-Berechnungen, welche derzeit als Voruntersuchungen den jeweiligen Auslegeprozessen vorgeschaltet werden müssen.
FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V.
Universität Paderborn, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF)
