Bruchmechanische Charakterisierung struktureller Klebverbindungen unter kurzzeitdynamischer Beanspruchung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stephan Marzi
• Fachliche Zuordnung: Mechanik ; Polymere und biogene Werkstoffe und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556959923

Werkstoffmechanische Experimente lassen sich in hochdynamischen Geschwindigkeitsbereichen nur mit speziell konzipierten Prüfvorrichtungen und Messtechnik realisieren. Im Rahmen der Großgeräte-Förderung für HAWs wurde der Technischen Hochschule Mittelhessen durch die DFG speziell für diese Art von Versuchen eine servo-hydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine und ein Transientenrekorder zur schnellen Datenerfassung bewilligt. Das Vorhaben widmet sich der experimentellen Charakterisierung des Bruchverhaltens struktureller Klebverbindungen unter kurzzeitdynamischer Beanspruchung. Neben der Ermittlung der Bruchenergie liegt der Fokus auf der Möglichkeit einer direkten Identifikation von Grenzflächenmodellen zur Versagensprognose. Eine besondere Wichtigkeit kommt in diesem Zusammenhang den Versuchsführungen, der Auswahl von Messmitteln, den gewählten Auswertemethoden sowie dem Umgang mit den auftretenden dynamischen Effekten zu. Insbesondere wird die Entwicklung von mehreren neuartigen Prüfvorrichtungen angestrebt, die nicht nur den derzeit nach Stand der Forschung möglichen Bereich von Prüfgeschwindigkeiten erweitern, sondern auch erstmals Versuche im Bruchmodus III erlauben. Während unter quasi-statischen Randbedingungen bruchmechanische Versuchstypen in Kragträger-und Biegekonfigurationen äquivalent sind, unterscheiden sich diese Versuchsarten unter kurzzeitdynamischen Randbedingungen. Ursächlich hierfür ist vor allem die Lastausbreitung in der Probe durch Biegewellen, die bei den beiden genannten Konfigurationen zu unterschiedlichen Beanspruchungen der jeweiligen Rissspitze führen. Das Vorhaben soll an dieser Stelle die Einflüsse dynamischer Effekte auf die Versuchsergebnisse untersuchen und deren Konsequenzen für die Bestimmung von Grenzflächenmodellen bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen