Untersuchungen zu kontinuums- und bruchmechanischen Methoden für die Prognose des Crashverhaltens toleranzbehafteter Strukturklebverbindungen

In der vorliegenden Arbeit wird das Thema der Prognose der Crasheigenschaften von strukturellen Klebverbindungen bei variierenden Klebschichtdicken untersucht. Zur Prognose werden kontinuumsmechanische und bruchmechanische Berechnungsmethoden, bestehend aus experimenteller Methodik und Materialmodellen für die Klebschicht, herangezogen. Zunächst wird, anhand von experimentellen Untersuchungen, das mechanische Kurzzeitverhalten von Klebschichten, mit unterschiedlichen Klebschichtdicken bei variierenden Belastungsraten, charakterisiert. Aufbauend auf diesen Untersuchungen werden mit einer analytischen Auswertemethodik direkt Kennwerte für das mechanische Klebschichtverhalten, von der Elastizität über die Plastizität bis zur Entfestigung, ermittelt. Die gewonnenen Kennwerte werden auf den Einfluss der Klebschichtdicke und der Belastungsgeschwindigkeit sowie möglichen Wechselwirkungen hin analysiert. Ausgehend von den gewonnenen Kennwerten werden Modellparameter für zwei Klebschichtersatzmodelle identifiziert. Ein Modell basiert auf den Ansätzen der Kontinuums-Schädigungsmechanik, ein Weiteres ist ein Kohäsivzonenmodell. Die untersuchten Modelle werden mittels experimenteller Kennwertermittlung und aufbauender analytischer Parameteridentifikation bedatet und verifiziert, indem die ursprünglich zur Charakterisierung des Klebschichtverhaltens eingesetzten Grundversuche simuliert werden. Abschließend erfolgt die Validierung an einer bauteilähnlichen Probe.