Externally funded project

Methodenentwicklung zur Langzeitprognose


Project Details
Project duration: 07/201710/2019


Abstract

Das Forschungsvorhaben befasst sich mit der Problematik, dass sich die mechanischen Eigenschaften einer Stahlklebverbindung durch chemische und physikalische Vorgänge infolge jahrelanger hygrother-momechanischer Belastung verändern. Dieser als Alterung bezeichnete Prozess führt zur Verminder-
ung der Festigkeit und vorzeitigem Versagen der Klebschicht. Bislang existieren zur Prognose der Alte-rungsbeständigkeit von Stahlklebverbindungen keine etablierten Methoden. 

Mit dem Forschungsvorhaben wird deshalb die Entwicklung eines Konzepts angestrebt, mit dem KMUs das Langzeitverhalten und die Alterung infolge hygrothermomechanischer Belastung charakterisieren und die Lebensdauer der Klebverbindung prognostizieren können. Bei der Methodenentwicklung wird
der Alterungsfortschritt experimentell untersucht und mathematisch modelliert. Im Anschluss an die Bestimmung des Diffusions- und Wärmeleitkoeffizienten des Klebstoffs werden die Einflüsse von Feuchtigkeit, Temperatur und mechanischer Belastung auf die Alterungsbeständigkeit analysiert. Hier-
für werden Grundversuche durch-geführt, bei denen sich die Prozessparameter quasi-homogen in der Klebschicht einstellen lassen. 

Mit den Erkenntnissen wird ein Materialmodell auf Basis von Rheologie und Kontinuumsschädigungs-mechanik entwickelt. Die Gleichungen für das effektive Materialverhalten werden mit einem Ansatz vervollständigt, der aus einem Kriech- und einem chemischen/physikalischen Beitrag zur Modellierung der Schädigung infolge mechanischer Last bzw. Temperatur und Medieneinwirkung besteht. 

Das Modell wird in die kommerzielle FE-Software LS-DYNA implementiert und zunächst anhand von Tests der Probekörper im ungesättigten Zustand validiert. Nach Entwicklung und Aufbau eines Univer-
salprüfstands können unterschiedliche hygrothermomechanische Beanspruchungen unabhängig vonein-ander gezielt aufgebracht werden, um die abschließende Validierung an einem bauteilähnlichen Prüf-
körper durchzuführen.



Last updated on 2018-26-09 at 11:33