#Kleben #FEM #Mechanik

Aufgrund ihrer hervorragenden Leichtbaueigenschaften haben sich faserverstärkte Kunststoffe im modernen Flugzeugbau fest etabliert. Das strukturelle Kleben ist eine Fügetechnologie, welche für diese Werkstoffe erhebliche Vorteile bietet. Klebeverbindungen ermöglichen allgemein Konstruktionen mit hoher Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Insbesondere bei Faserverbundwerkstoffen erlauben Klebungen dünnere Wandstärken, verhindern eine Schwächung der Fügeteile, bieten eine gleichmäßigere Spannungsverteilung im Vergleich zu Schraub- oder Nietverbindungen und weisen eine gute Schwingungsdämpfung auf [1].

Die sichere Anwendung lasttragender Klebungen in der Luft- und Raumfahrt ist jedoch weiterhin Gegenstand aktueller Forschung. Eine zentrale Herausforderung ist dabei die zuverlässige Vorhersage der Lebensdauer und des Schädigungsverhaltens der Klebeverbindung. Während die Gewährleistung der Adhäsion bereits zuverlässig beherrscht wird [2], zeigt sich eine deutliche Abhängigkeit des Risswachstums in schubbelasteten Faserverbundklebungen von der Fügeteiltopografie [3].

Zielsetzung:

Im Rahmen einer Abschlussarbeit sollen Finite-Elemente-Modelle von Probekörpern mit verschiedenen Fügeteiltopographien erstellt werden. Anhand dieser Modelle soll durch Variation der Geometrie der Einfluss der Fügeteiltopographie auf die Spannungsverteilung in der Klebschicht analysiert werden. Optional soll eine Optimierung der Fügeteiltopographie durchgeführt werden, mit dem Ziel, die maximal auftretenden Spannungen in der Klebschicht zu reduzieren. 

Anforderungen und Rahmenbedingungen:

Vorkenntnisse in der FE-Modellierung sowie ein gutes Grundverständnis für Werkstoffe sind von Vorteil.
Die Arbeit findet in Kooperation mit dem WIWeB Erding statt, eine dauerhafte Vor-Ort-Präsenz ist jedoch nicht notwendig.