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Strength prediction of adhesively bonded single lap joints with the eXtended Finite Element Method

Völkerink, Oliver und Kosmann, Jens und Schollerer, Martin und Holzhüter, Dirk und Hühne, Christian (2019) Strength prediction of adhesively bonded single lap joints with the eXtended Finite Element Method. Journal of Adhesion, 95 (5-7), Seiten 474-494. Taylor & Francis. doi: 10.1080/00218464.2018.1553120. ISSN 0021-8464.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1080/00218464.2018.1553120

Kurzfassung

Because of a planar load introduction, a high strength over weight ratio, avoidance of holes, corrosion resistance and component reduction, adhesively bonded joints attract increasing attention in lightweight construction. Nonetheless, a reliable prediction of the joints’ behaviour in terms of stress and strength is still a tremendous challenge.In this study the eXtended Finite Element Method (XFEM) in combination with cohesive behaviour is used to model crack growth under quasi-static loading. The objective of this work is to study the influence of different continuum mechanical material models for the adhesive on XFEM strength predictions. It will be evaluated whether the strength prediction of joints mainly loaded in shear is more accurate with a high sophisticated material model. Therefore, strength predictions of Single Lap Joints (SLJ) with thick aluminium adherends are performed. Herein, digital image correlation (DIC) data recorded during experimental tests are used to assess the material models in combination with the derived material parameters. Furthermore, with the experimental results the performed strength predictions are evaluated. It could be revealed that XFEM in combination with a suitable yield criterion and appropriate material parameters is a valid technique for the strength prediction of lap shear joints since the variance to the experiments is less than 1 %.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127827/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Strength prediction of adhesively bonded single lap joints with the eXtended Finite Element Method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Völkerink, Oliveroliver.voelkerink (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9589-1963NICHT SPEZIFIZIERT
Kosmann, JensJens.Kosmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2225-4832NICHT SPEZIFIZIERT
Schollerer, MartinMartin.Schollerer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7015-9461NICHT SPEZIFIZIERT
Holzhüter, DirkDirk.Holzhueter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1001-2366NICHT SPEZIFIZIERT
Hühne, ChristianChristian.Huehne (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2218-1223NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:Journal of Adhesion
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:95
DOI:10.1080/00218464.2018.1553120
Seitenbereich:Seiten 474-494
Verlag:Taylor & Francis
ISSN:0021-8464
Status:veröffentlicht
Stichwörter:XFEM; Drucker-Prager; lap-shear; finite element analysis; aerospace; damage mechanics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt), L - Strukturen und Werkstoffe (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik > Funktionsleichtbau
Hinterlegt von: Völkerink, Dr. Oliver
Hinterlegt am:21 Jun 2019 09:51
Letzte Änderung:03 Nov 2023 09:35

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