Neue Ansätze zur Analyse der Lastübertragung und Initiierung finiter Risse in Klebverbindungen

In dieser Arbeit werden neue Analysemethoden für Klebverbindungen vorgeschlagen. Nach einer Darstellung der theoretischen Grundlagen, insbesondere der Hintergründe der finiten Bruchmechanik, wird eine Übersicht über den Stand der Forschung gegeben und die Defizite derzeitiger Analysezugänge diskutiert. Für die Analyse der Lastübertragung in einschnittigen Klebverbindungen wird ein semi-analytisches Berechnungsverfahren entwickelt. Die Ergebnisse dieser effizienten Analyse zeigen eine sehr gute Konvergenz und Übereinstimmung mit Referenzrechnungen. Für die Analyse der Rissinitiierung in einschnittigen Klebverbindungen werden zwei Umsetzungen der finiten Bruchmechanik vorgestellt: eine detaillierte numerische Umsetzung und eine hocheffiziente Umsetzung auf Basis klassischer geschlossen-analytischer Lösungen. Die Versagenslastvorhersagen zeigen gute Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen.

In this work new approaches for the analysis of adhesive joints are presented. The theoretical framework especially that of Finite Fracture Mechanics is detailed and the state of the art of adhesive joint analysis is discussed. For the analysis of the load transfer in single lap joints a semi-analytical analysis approach is derived. The results of this efficient analysis approach show a very good convergence and agreement with reference solutions. To allow for the analysis of crack initiation in single lap joints two realisations of Finite Fracture Mechanics are presented: a detailed numerical model and a highly efficient solution on basis of classical closed-form analytical solutions. The predicted failure loads show a good agreement with experimental results.