Numerische Vorhersage für das Versagen von Klebeverbindungen

Analyse der Laminatanstrengung einer einschnittigen Klebeverbindung mit fortgeschrittenen Rissen im Klebstoff. (Quelle: DLR)

Die Zulassung einer geklebten Struktur im Flugzeugbau wird leichter, wenn nachgewiesen ist, dass das Versagen bei Überlastung auf die umgebende Faserverbundstruktur begrenzt bleibt. Eine neue Berechnungsmethode des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ermöglicht es, präzise vorherzusagen, wann geklebte Strukturen versagen.

Nun wollen die Forscher diese Methode um die Simulation von geklebten Primärverbindungen, sogenannter Rissstopelemente, erweitern. Rissstopelemente sind notwendig, um die Zulassungsvorschriften für geklebte Primärverbindungen zu erfüllen.

Das Analyseverfahren kombiniert verschiedenen Berechnungsansätze, mit denen sich ermitteln lässt, wie sich eine Klebeverbindung bei Überlastung verhält. Dazu gehören das Verhalten der einzelnen Faserverbundlagen, das Ablösen der Einzellagen voneinander, das Fließen des Klebstoffs sowie die Schädig­ung in Form von Rissen im Klebstoff.

Als Grundlage für die Anwendung dieser Ansätze ermitteln die Forscher die Kennwerte von luftfahrttypischen Materialien im zertifizierten FA-Prüflabor. Mittels der für die Anwendung an dünnen Klebschichten weiterentwickelten digitalen Bildkorrelation können sie hochaufgelöste Dehnungsfelder während des mechanischen Tests von Prüfkörpern aufzunehmen und mit diesen die kombinierte Berechnungsmethode validieren.

Das Projekt JoinDT wird durch das VI. Luftfahrtforschungsprogramm des BMWi gefördert. Es hat das Ziel, die Robust­heit der Berechnungsmethode zu überprüfen. Zudem dient die Methode dazu, die Wirkungsweise und Effektivität von Konzepten zur Festigkeitssteigerung und zum Rissstopp zu untersuchen. Die weiterentwickelte Methode soll Konstruktionsempfehlungen für diese Art von Klebverbindungen liefern.


Quelle und weitere Infos: DLR

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