Das strukturelle Kleben von Stahlblechen gewinnt durch die Weiterwicklung von neuen hochfesten Stahlsorten einerseits und vor dem Hintergrund einer hinsichtlich Leichtbau optimalen Werkstoffausnutzung zunehmend an Bedeutung. Ein breiter Einsatz des Klebens für höher beanspruchte Bauteile und Strukturen gelingt nur, wenn die Berechnung und numerische Simulation, als das wesentliche Entwicklungswerkzeug der modernen industriellen Produktion möglich sind und zuverlässige Ergebnisse liefern. In der vorliegenden Arbeit wird zunächst der aktuelle Stand der Forschung auf dem Gebiet der Berechnung von Spannungs- und Verformungszuständen unter mehrachsiger Beanspruchung sowie der Kurzzeit-, der Schwing- und der Dauerfestigkeit von Werkstoffen, Bauteilen und gefügten Bauteilen beschrieben, wobei die Ergebnisse in folgende Gruppen eingeteilt werden: 1) quasistatische Beanspruchung bis zum Bruch (Kurzzeitbeanspruchung), 2) Materialermüdung durch schwingende Beanspruchung, 3) Wöhler- und Hystereseversuche, 4) Anwendung des Zeit-Temperatur-Superpositions-Prinzips. Anschließend werden die Ergebnisse eines ersten AiF-Projekts zur Entwicklung einer Methode zur Berechnung des mechanischen Verhaltens von Klebverbindungen als Schnittstelle zu den verwendeten numerischen Berechnungstools der Fahrzeugindustrie zusammengefasst. Die Methode sollte auf der klassischen Vorgehensweise der Kontinuumsmechanik beruhen und zu einer ersten, aber sicheren Auslegung und Simulation industriell angewandter Klebverbindungen führen. Durch das abgeschlossene Projekt konnte für den Bereich der Berechnung und Simulation von Klebverbindungen eine nationale und internationale Spitzenstellung erreicht werden. Diese wird durch ein neues, aktuell laufendes Projekt ausgebaut und durch zusätzliche Forschungsaktivitäten ergänzt und weiter verbessert. Dennoch wird bis zur Simulation des mechanischen Verhaltens einer geklebten Struktur unter Betriebsbeanspruchung mit Berücksichtigung der Herstellungs- und Vorgeschichte noch ein weites Stück Weg zurückgelegt werden müssen.
Methodenentwicklung zur Berechnung und Auslegung geklebter Stahlbauteile im Fahrzeugbau
Development of method for calculation and design of adhesive bonded steel components in vehicle engineering
2005
9 Seiten, 1 Bild
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch