Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methodenentwicklung zur Simulation von hyperelastischen Klebverbindungen unter Crashbelastung

Um Stahlwerkstoffe miteinander zu verbinden, sind stoffschlüssige Verbindungen mit elastischen Klebstoffsystemen von großer Bedeutung. Dabei erscheinen insbesondere gummielastische Klebverbindungen (PUR elastische Klebstoffe) als zielführend. Diese Klebstoffe sind ohne größere Investitionen als ein- oder zweikomponentige Produkte bei Raumtemperatur manuell zu verarbeiten, sodass sie damit insbesondere KMU, Handwerksbetrieben und Zulieferern, aber auch den OEMs in fast allen industriellen Branchen - von der Automobiltechnik bis hin zum Bauwesen - durch die Verwendung dickerer Klebschichten eine universelle Fügetechnik bieten. Im Automobil-, Nutzfahrzeug- und Schienenfahrzeugbau werden diese Systeme zunehmend eingesetzt, um fertigungsbedingte Toleranzen auszugleichen.

Elastomere Polyurethanklebstoffe mit erhöhter Steifigkeit und Festigkeit werden mit Fugendicken zwischen 0,3 und 5 mm als sog. elastische und semistrukturelle Klebungen im Fahrzeugbau, insbesondere dem PKW-Bau eingesetzt, wenn verschiedene Werkstoffe wie zum Beispiel Stahl und Aluminium miteinander verbunden werden sollen. Die ganzheitliche Simulation dieser Klebverbindungen mit Berücksichtigung des Deformations- und Schädigungsverhaltens insbesondere unter Crashbelastung ist im Gegensatz zu höherfesten Klebverbindungen derzeit nicht möglich. Dies ist Anlass für das Forschungsprojekt. Es sollen sog. „elastische und semistrukturelle“ Klebstoffe untersucht werden, die sich im Übergangsbereich von elastischen und strukturellen Klebstoffen befinden.

Das vorrangige Ziel dieses Forschungsprojektes liegt in der Entwicklung einer für die Crashsimulation tauglichen Berechnungsmethode für Stahlverbindungen mit semistrukturellen Klebstoffen. Dabei profitieren die KMUs nicht nur von der Nutzung der entwickelten Berechnungsmethode, sondern vor allem von der Qualifizierung der für die Auslegung notwendigen Datenbasis beruhend auf standardisierten und abgesicherten Laborversuchen.