Charakterisierung und Modellierung von Stahl-Klebverbindungen unter crashartiger Belastung

Characterisation and modelling of dhesive joints of steels under crash-similar loading

Zur Charakterisierung und Modellierung des Verformungs- und Versagensverhaltens von Stahl-Klebverbindungen des Klebstoffs Betamate 1496V wurden Hochgeschwindigkeitsversuche mit Rohrzug-, Scherzug- und 45 Grad-Schraegzug-Proben bei crashrelevanten Dehn-/Scherraten bis zu 10 hoch 4 s hoch −1 durchgefuehrt. Die Verformung der Klebschichten bis Bruch wurde optisch mit Hochgeschwindigkeitsvideokameras erfasst und mit Grauwertkorrelationsanalyse ausgewertet. Die ermittelten Spannungs-Dehnungskurven zeigen mit zunehmender Dehnrate einen deutlichen Festigkeitsanstieg und eine Abnahme der Bruchdehnungen. Die Scherspannungskurven liegen mit steigender Scherrate ebenfalls deutlich hoeher, verlaufen aber zunehmend flacher, waehrend die Scherbruchdehnungen nahezu unveraendert bleiben. Dies ist auf adiabatische Temperaturerhoehung zurueckzufuehren. Mit einem hierfuer am Fraunhofer IWM erstellten Materialmodell zur Beschreibung des dehnratenabhaengigen Klebstoffverhaltens wurden fuer die Hochgeschwindigkeitsscherversuche Temperaturerhoehungen der Klebschicht in einer Groessenordnung von 50 K berechnet. Die Simulation wurde mit den Ergebnissen der 45 Grad-Schraegzugversuche validiert. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: For the characterisation and modelling of the deformation and damage behaviour of steel joints with the adhesive Betamate 1496V, high speed tube tensile tests, shear tests and 45 degree-angular tensile tests were performed at crash-similar strain-/shear-rates up to 10 to the power of 4 s to the power of −1. The deformation of the adhesive layers was optically measured by utilizing a high speed video camera and applying digital image correlation analysis. The resulting stress-strain curves show a significant increase of strength and a decrease of strain to failure. The shear-strain curves also significantly increase with increasing shear rate, but they become less steep and the strains at shear failure remain nearly unchanged. This is explained by adiabatic heating. With a material model, as established at Fraunhofer IWM to describe the strain rate dependent behaviour of adhesives, an increase of the temperature in the adhesive layer of 50 K was calculated during the high rate shear tests. The simulation was validated with the results of the 45 degree shear-tensile tests. (A)

• Availability:
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• Supplemental Notes:
  • Extended English Version of the Paper for Werkstoffpruefung 2012.
• Authors:
  • BOEHME, W
  • Lienhard, J
  • MEMHARD, D
• Publication Date: 2013-9

Language

• German

Media Info

• Media Type: Print
• Features: Figures; References;
• Pagination: pp 660-7
• Serial:
  • MATERIALPRUEFUNG - MATERIALS TESTING
  • Volume: 55
  • Issue Number: 9
  • Publisher: CARL HANSER VERLAG
  • ISSN: 0025-5300

Subject/Index Terms

• ITRD Terms: 5942: Adhäsion; 5567: Belastung; 5544: Festigkeit; 2998: Fuge; 4539: Klebstoff; 6136: Messung; 5531: Scheren; 9103: Simulation; 5573: Spannungsermittlung; 4542: Stahl; 5595: Verformung; 6255: Versuch; 5588: Wiederholte Belastung; 5502: Zug (mech)
• Subject Areas: I34: STAHL UND METALLE; I91: FAHRZEUGKONSTRUKTION;

Filing Info

• Accession Number: 01537283
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Sep 11 2014 10:34AM