Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methodenentwicklung zur Auslegung geklebter Verbindungen aus hochfestem Stahl unter Berücksichtigung betriebsrelevanter Beanspruchungen im Landmaschinen- und Anlagenbau

In Konstruktionen des Landmaschinenbaus aus dickeren Blechen (ca. 3-10 mm) findet die Klebtechnik bislang nur wenig Anwendung, obwohl sie in anderen Einsatzgebieten bereits ein etabliertes Fügeverfahren darstellt und viele Vorteile gegenüber anderen Fügeverfahren bietet.

Ein wesentliches Kriterium bei der Auslegung von Verbindungen im Landmaschinenbau ist die Ermüdungsfestigkeit, denn die lange Nutzungsphase ist entscheidend. Geklebte Verbindungen weisen ein hervorragendes Verhalten bei zyklischer Belastung auf. Die steigenden Anforderungen an Ressourceneffizienz und Leichtbau führen zu einem Umdenken im Landmaschinen- und Anlagenbau. Durch den Einsatz höherfester Stahlwerkstoffe in Kombination mit der Klebtechnik ist diese Forderung umsetzbar. Der bisher geringe Einsatz der Klebtechnik liegt vor allem an den nicht vorhandenen Regelwerken bei der Auslegung derartiger Verbindungen. Ziel des geplanten Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer Methodik zur Auslegung geklebter Verbindungen in Konstruktionen mit höherfesten Stahlwerkstoffen. Dabei wird eine Auslegungsmethode geklebter Verbindungen in Anlehnung an die FKM-Richtlinie erarbeitet. Die betriebsrelevanten Beanspruchungen im Landmaschinen- und Anlagenbau werden analysiert und anhand geklebter technologischer- und bauteilähnlicher Probekörper untersucht. Dabei werden sowohl die mechanischen, thermischen und medialen Einflussfaktoren als auch der Einfluss der Klebfugengeometrie, der Mittelspannung und von Betriebslastenkollektiven untersucht. Die Erkenntnisse werden in einer KMU-relevanten Vorgehensweise zur Ermittlung von Abminderungsfaktoren zusammengefasst, durch welche die Berechnung der Bauteilfestigkeit sowohl statisch als auch zyklisch möglich ist. Durch die Auslegungsmethode sollen geklebte Bauteile berechnet und der statische und zyklische Festigkeitsnachweis gegen Ermüdungsversagen geführt werden sowie das Vertrauen in die Klebtechnik der KMU intensiven Landmaschinenbranche gesteigert werden.