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October 2025
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Felix Beule
Methodenentwicklung zur Prognose der richtungsabhängigen Eigenschaftsänderungen von Klebverbindungen aufgrund von Relativverschiebungen während der Aushärtung
Mit dem Hintergrund des Multi-Material-Designs als zentrale Strategie des modernen Leichtbaus spielt die Klebtechnik zum Fügen artverschiedener Substratmaterialien eine wichtige Rolle. Für strukturelle Verbindungen werden in der Regel zähmodifizierte Klebstoffsysteme auf Epoxidharz-Basis verwendet, die in einem Ofendurchlauf aushärten. Aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten und einer inhomogenen Wärmeverteilung kommt es während des Aushärteprozesses zu Relativverschiebungen der Fügepartner. Das Ziel der vorliegenden Arbeit liegt in der experimentellen Charakterisierung der Einflüsse fertigungsinduzierter Relativverschiebungen auf die mechanischen Eigenschaften struktureller Klebverbindungen und der Erarbeitung einer numerischen Methodik zur simulativen Abbildung der Vorverformungen. Anhand von Grundproben mit erzwungenen Relativverschiebungen werden die Eigenschaftsänderungen eingehend untersucht und analytisch erforscht. Die Ergebnisse bilden die Grundlage zur Parameteridentifikation für die numerischen Materialmodelle. Eine abschließende Validierung erfolgt anhand eines bauteilähnlichen Versuchsaufbaus. Die Gegenüberstellungen der experimentellen und simulativen Ergebnisse belegen die hohe Prognosegüte der Methode zur Auslegung struktureller Klebverbindungen unter Berücksichtigung von Anisotropien durch fertigungsbedingte Gleitungsbeanspruchungen.
Keywords: Klebtechnik; Delta-Alpha; Epoxidharz; Strukturklebung
Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Edited by Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn and Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Paderborn
Volume 175
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Print version: 978-3-8191-0330-8
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