Mohamad Al Trjman

Methodenentwicklung zur Prognose der Klebflächenreduktion durch viscous fingering und deren Auswirkung auf die Tragfähigkeit struktureller Klebverbindungen


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ISBN:

978-3-8191-0784-9

Reeks:

Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Uitgever: Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn en Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut
Paderborn

Volume:

178

Trefwoorden:

viscous fingering; Saffman-Taylor-Instabilität; Klebflächenreduktion; strukturelle Klebverbindungen; Multi-Material-Design; MAT_307; KTL-Prozess; Epoxidharzklebstoff

Soort publicatie:

Dissertatie

Taal:

Duits

Pagina's:

134 pagina's

Gewicht:

200 g

Formaat:

21 x 14,8 cm

Bindung:

Softcover

Prijs:

55,80 € / 69,80 SFr

Verschijningsdatum:

Augustus 2026

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Samenvatting

Das Multi-Material-Design hat sich im modernen Karosseriebau als zentrale Strategie des Leichtbaus etabliert. Die Klebtechnik ermöglicht dabei eine werkstoffschonende Verbindung artverschiedener Werkstoffe. Strukturelle Klebstoffe werden während des KTL-Prozesses ausgehärtet. In hybriden Strukturen führt dieser Ofenprozess aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zu Relativverschiebungen der Fügepartner. Befindet sich der Klebstoff dabei noch im viskosen Zustand, kann Umgebungsluft eindringen und fingerartige Hohlraumstrukturen (viscous fingering) ausbilden. Dies reduziert die effektiv tragende Klebfläche dauerhaft.
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer experimentell-numerischen Methodik zur Beschreibung der durch viscous fingering verursachten Klebflächenreduktion und der daraus resultierenden Minderung der Tragfähigkeit. Hierzu wird der Zusammenhang zwischen Relativverschiebungen und Flächenreduktion quantifiziert, ein numerisches Materialmodell parametrisiert und an bauteilähnlichen Brückenproben validiert.
Die Untersuchungen zeigen, dass viscous fingering als geometrische Flächenreduktion wirkt, während die intrinsischen Materialeigenschaften des Klebstoffs unverändert bleiben. Der funktionale Zusammenhang lässt sich durch eine Exponentialfunktion beschreiben. Die Validierung bestätigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Experiment und Simulation und ermöglicht eine robuste Auslegung struktureller Klebverbindungen in hybriden Leichtbaustrukturen.