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Charakterisierungsversuche und Parameterbestimmung für die Kohäsivzonenmodellierung von Polyurethan-Klebverbindungen

Brodbeck, Marcel and Sikora, Sebastian P. (2016) Charakterisierungsversuche und Parameterbestimmung für die Kohäsivzonenmodellierung von Polyurethan-Klebverbindungen. LS-DYNA Forum, 10. - 27. Oktober 2016, Bamberg, Deutschland.

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Abstract

Im Automobil-Leichtbau werden neben epoxidharzbasierten (EP) Klebstoffen verstärkt auch polyurethanbasierte (PU) Klebstoffe für die Verbindung strukturrelevanter Komponenten eingesetzt, weshalb diese hinsichtlich ihres Crashverhaltens zu charakterisieren sind. Im Rahmen des DLR-Projektes „Next Generation Car“ sollen Modellierungsansätze für verschiedenartige Klebstoffsysteme identifiziert werden; insbesondere inwieweit eine Simulationsmethodik mittels Kohäsivzonenmodellierung für PU-basierte Klebverbindungen eingesetzt werden kann. Es wurde untersucht, welche Prüfkörper für die Charakterisierung von PU-Klebstoffen modifiziert bzw. neu konzipiert werden müssen. Für die Mode-I-Beanspruchung konnten die Versuche zur Kennwertermittlung, die sog. TDCB-Versuche (Tapered Double Cantilever Beam) nach dem Vorbild der EP-Klebstoffe mit Anpassungen übernommen werden. Bei den Versuchen unter Mode-II-Beanspruchung hat sich gezeigt, dass die für EP-Klebungen bewährten Versuche nicht für PU-Klebungen geeignet sind. Die großen Schubverzerrungen in der PU-Klebung sind nicht mit den vorgesehenen Verformungsgrenzen bekannter Probekörper vereinbar. Deshalb wurde zur Ermittlung der bruchmechanischen Kennwerte unter Schub eine modifizierte Probengeometrie entwickelt und getestet. Es wurden Parametersätze für das Kohäsivzonenmodell in Abhängigkeit der Dehnrate ermittelt, womit das Materialverhalten des untersuchten PU-Klebstoffs weitgehend abgebildet werden kann. Das dehnratenabhängige Verhalten der Steifigkeit kann im Kohäsivzonenmodell nicht hinterlegt werden, wobei noch zu klären ist, ob dies überhaupt Einfluss auf die Ergebnisse in der Gesamtfahrzeugsimulation hat.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/109200/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Charakterisierungsversuche und Parameterbestimmung für die Kohäsivzonenmodellierung von Polyurethan-Klebverbindungen
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Brodbeck, Marcelmarcel.brodbeck (at) dlr.deUNSPECIFIED
Sikora, Sebastian P.sebastian.sikora (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:October 2016
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Kohäsivzonenmodell, Materialcharakterisierung, Kennwert, Parameterbestimmung, Klebverbindungen, Polyurethan, LS-DYNA, Dehnrate, Crash
Event Title:LS-DYNA Forum
Event Location:Bamberg, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:10. - 27. Oktober 2016
Organizer:DYNAmore GmbH
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Terrestrial Vehicles (old)
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Research theme (Project):V - NGC Fahrzeugstruktur (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Structures and Design > Structural Integrity
Institute of Vehicle Concepts > Lightweight and Hybrid Design Methods
Deposited By: Brodbeck, Marcel
Deposited On:19 Dec 2016 11:24
Last Modified:19 Dec 2016 11:24

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