Fostabericht P 1006 - Auslegung von kalt geklebten Stahl-FVK-Mischverbindungen für schlagartig belastete StrukturenFostabericht P 1006 - Auslegung von kalt geklebten Stahl-FVK-Mischverbindungen für schlagartig belastete Strukturen

P1006 – Auslegung von kalt geklebten Stahl-FVKMischverbindungen für schlagartig belastete Strukturen

40,00 zzgl. MwSt

Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik, Universität Paderborn
Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut
Dr.-Ing. Dominik Teutenberg
Katharina Henkel M.Sc.

ISBN: 978-3-946885-20-7 Artikelnummer: P1006 Kategorien: ,

Beschreibung

P1006 – Auslegung von kalt geklebten Stahl-FVKMischverbindungen für schlagartig belastete Strukturen

Im Sinne der umweltschonenden Einsparung von Ressourcen rückt der Konzeptleichtbau bei der Entwicklung und Produktion von nachhaltigen Produkten immer stärker in den Fokus. Viele dieser Konzepte sind durch den Begriff Mischbau geprägt. Gewichtseinsparungen können in Kombination mit hochfesten Stählen durch den Einsatz von Faserkunststoffverbunden (FVK) erreicht werden, die sich auf Grund ihrer Eigenschaften als hervorragende Leichtbauwerkstoffe auszeichnen. Im Zusammenhang mit der Realisierung der Mischverbindungen spielt die Fügetechnik eine besondere Rolle. Für Stahl-FVK-Mischverbindungen finden zunehmend kalthärtende 2-K-Klebstoffe ihren Einsatz.
Die Umsetzung des Leichtbaugedankens darf jedoch die kundenspezifische Forderung nach Sicherheit nicht beeinträchtigen. Vor allem das Crashverhalten von Stahl-FVKMischbauverbindungen ist daher zu berücksichtigen. Das Versagensverhalten einer geklebten FVK-Mischverbindung ist im Vergleich zu einer geklebten Stahl-Stahl Verbindung deutlich vielfältiger und weniger kalkulierbar. Während es bei einer geklebten StahlStahl-Verbindung unter der Voraussetzung ausreichender Adhäsion zwischen Klebstoff und Fügepartnern zu einem kohäsiven Klebschicht- oder Fügeteilversagen kommen kann, treten bei faserverstärkten Kunststoffen aufgrund ihrer anisotropen Struktur zudem Zwischenfaserrisse, Faserrisse sowie Delaminationen auf.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde das übergeordnete Ziel verfolgt, eine Methode zur Auslegung von kalt geklebten Stahl-FVK-Mischverbindungen für schlagartig belastete Strukturen zu erarbeiten. Als Mischverbindung wird in diesem Zusammenhang die Kombination von Faserkunststoffverbunden und typischen, dem kalten Rohbau oder der Montage entsprechenden Werkstoffen, wie KTL-beschichteten oder lackierten Stahlfeinblechen, verstanden. In den Fokus rücken der Einfluss der konstruktiven Auslegung der FKVs sowie eine optimale Fügezonengestaltung zur werkstoffgerechten Krafteinleitung in die Fügeteile, um eine möglichst schlagfeste Verbindung zu garantieren. Auf diese Weise soll das Potential der Hochleistungswerkstoffe (Stahl in Kombination mit Faserkunststoffverbunden) vollständig ausgenutzt werden.
Die im Rahmen des Forschungsprojektes gewonnenen Ergebnisse ermöglichen Stahlverarbeitern crashrelevante bzw. schlagartig belastete Komponenten aus Stahl und FVK hinsichtlich der Verbindungstechnologie Kleben geeignet zu konstruieren und optimiert auszulegen, sodass neue Leichtbauprodukte mit reduziertem Versuchsaufwand der Stahlhersteller und Verarbeiter realisiert werden können.

Veröffentlichung:
August 2017

Verantwortlich für die FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V.
Dipl.-Ing. Franz-Josef Heise