Charakterisierung und Berechnung des Versagensverhaltens von Strukturklebungen mit gemischt faserverstärkten Kunststoffen

19250 N

Forschungsstelle 1: Technische Universität Braunschweig

Institut für Füge- und Schweißtechnik

Langer Kamp 8

38106 Braunschweig

Projektleiter 1: Frau E. Stammen
Forschungsstelle 2: Fraunhofer-Gesellschaft e.V.

Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Wiener Straße 12

28359 Bremen 
Projektleiter 2: Dr. M. Brede
Laufzeit: 01.01.2017 - 30.06.2019

Im Leichtbau besitzen faserverstärkte Kunststoffe (FVK) mit Klebefügungen wesentliche Vorteile gegenüber mechanischen Verbindungen. Bei Klebverbindungen erfolgt die Lasteinleitung durch die Klebschicht und die Oberflächenharzschicht in die obere Faserlage. Deshalb sind die Dicke und die mechanischen Eigenschaften der Deckharzschicht sowie die Orientierung der oberen Lage von großer Bedeutung für die Belastbarkeit und das Versagensverhalten der Verbindung. Bisher gibt es keine systematischen Untersuchungen zum Einfluss der Faserverbundhalbzeuge und des Lagenaufbaus auf das Versagensverhalten von FVK-Klebungen. Die Beobachtung und bruchmechanische Modellierung des Risspfades war zwar Gegenstand verschiedener Arbeiten für homogene Materialien und Klebverbindungen. Eine allgemein anerkannte Vorgehensweise zur Vorhersage des Rissverlaufs, deren Gültigkeit an einem Spektrum unterschiedlicher Experimente nachgewiesen ist, existiert jedoch bisher nicht. Bruchvorgänge an Klebverbindungen von Faserverbundlaminaten sind besonders komplex. Risse können in der Klebschicht, an einer Grenzfläche zwischen Fügeteil und Klebschicht, oszillierend zwischen den zwei Grenzflächen, in der ersten Laminatlage, eine Lage durchtrennend, als Delamination zwischen den Lagen oder in Kombination auftreten. Insbesondere wenn sich das Laminat selbst noch aus verschiedenen Materialien wie CFK und GFK zusammensetzt, wird eine Vorhersage zur Festigkeit schwierig. In diesem Vorhaben sollen Methoden zur rechnerischen Vorhersage der Versagensart entwickelt sowie der Einfluss des Laminataufbaus analysiert werden.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 19250 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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