Kennwertermittlung für die Simulation von Klebverbindungen

Summary

Die Fügetechnik Kleben wird bekanntlich seit Jahren z. B. verstärkt in der Fahrzeugindustrie eingesetzt. Exemplarisch seien hier die Verwendung von hochfesten Epoxidharz-Klebstoffen als Strukturklebstoffe im Karosseriebereich und von niedrigsteifen Polyurethan- Klebstoffen für die Direktverglasung von Windschutzscheiben genannt. In allen Fällen trugen Klebverbindungen zu einer erheblichen, gewichtsneutralen Versteifung der Karosserie bzw. des Wagenkastens bei. So gewinnt nun das strukturelle Kleben z. B. von Stahlblechen durch die Weiterwicklung von neuen hochfesten Stahlsorten einerseits und vor dem Hintergrund einer hinsichtlich Leichtbau optimalen Werkstoffausnutzung in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung, denn mit ihr lässt sich die Mischbauweise in idealer Weise realisieren und zusammen mit ihrer hohe Automatisierbarkeit und weiteren Vorteilen nicht nur eine Senkung der Betriebskosten, sondern auch der Herstellungskosten erzielen. Ein breiter Einsatz des Klebens für höherbeanspruchte Bauteile und Strukturen gelingt in den Industriezweigen, die entweder eine schnelle Entwicklung ihrer Serienprodukte oder eine Einzelfertigung mit hoher Lebensdauer anstreben jedoch nur, wenn Berechnung und numerische Simulation, als wesentliche Entwicklungswerkzeuge, möglich sind und zuverlässige Ergebnisse liefern. Voraussetzung für die Simulation ist die Kenntnis der Kennwerte bzw. –funktionen, durch die einzelne Zustände einer Klebverbindung, von der Fertigung bis hin zur Betriebsbeanspruchung, charakterisiert werden können und die zur Modellierung dieser Zustände die experimentelle Basis liefern. Deshalb sollen diejenigen Grundversuche zur Ermittlung mechanischer Kennwerte dargestellt werden, die zur Berechnung des mechanischen Verhaltens von Klebverbindungen auf der Basis der Kontinuumsmechanik benötigt werden.