Charakterisierung und Modellierung von Stahl-Klebverbindungen unter crashartiger Belastung

Zur Charakterisierung und Modellierung des Verformungs- und Versagensverhaltens von Stahl-Klebverbindungen des Klebstoffs Betamate 1496V wurden Hochgeschwindigkeitsversuche mit Rohrzug-, Scherzug- und 45°-Schrägzug-Proben bei crashrelevanten Dehn-/Scherraten bis zu 104 s−1 durchgeführt. Die Verformung der Klebschichten bis Bruch wurde optisch mit Hochgeschwindigkeitsvideokameras erfasst und mit Grauwertkorrelationsanalyse ausgewertet. Die ermittelten Spannungs-Dehnungskurven zeigen mit zunehmender Dehnrate einen deutlichen Festigkeitsanstieg und eine Abnahme der Bruchdehnungen. Die Scherspannungskurven liegen mit steigender Scherrate ebenfalls deutlich höher, verlaufen aber zunehmend flacher, während die Scherbruchdehnungen nahezu unverändert bleiben. Dies ist auf adiabatische Temperaturerhöhung zurückzuführen. Mit einem hierfür am Fraunhofer IWM erstellten Materialmodell zur Beschreibung des dehnratenabhängigen Klebstoffverhaltens wurden für die Hochgeschwindigkeitsscherversuche Temperaturerhöhungen der Klebschicht in einer Größenordnung von 50 K berechnet. Die Simulation wurde mit den Ergebnissen der 45°-Schrägzugversuche validiert.