Übertragbarkeit der Kohäsivzonenmodellierung von Epoxidharz- auf Polyurethan-Klebverbindungen

Kurzfassung

Im Rahmen des DLR-Projektes "Next Generation Car" wurde untersucht, inwieweit die Methoden zur Kennwertermittlung und die Simulationsmethodik der Kohäsivzonenmodellierung von Epoxidharz-basierten (EP) Klebstoffen auf Polyurethan-basierte (PU) Klebstoffe übertragen werden können. Hierfür wurde ein charakteristischer Vertreter für PU-Klebstoffe ausgewählt. Anhand dieses Beispiels wurden die für EP-Klebstoffe entwickelten Versuche zur Kennwertermittlung verwendet und angepasst. Diese Versuche wurden bei verschiedenen Belastungsgeschwindigkeiten durchgeführt, wodurch ein dehnratenabhängiges Materialverhalten des PU-Klebstoffs identifiziert werden konnte. Für die Simulation der Klebungen wurden Kohäsivzonenmodelle verwendet, die im expliziten FE-Code LS-DYNA verfügbar sind. Es konnte ein Parametersatz für ein dehnratenabhängiges Kohäsivzonenmodell erzeugt werden, womit das Materialverhalten des PU-Klebstoffs für alle getesteten Belastungsgeschwindigkeiten abgebildet werden kann. Die Untersuchungen zeigen, dass die Simulationsmethodik der Kohäsivzonenmodellierung für den gewählten Dehnratenbereich und diskrete Lastfälle auch für polyurethanbasierte Automobil-Klebstoffe eingesetzt werden kann. Dies bestätigt, dass Klebstoffe über eine große Bandbreite mechanischer Eigenschaften mit Kohäsivzonenelementen abgebildet werden können.