Beschreibung
Der Einsatz lastübertragender Klebverbindungen in Bereichen wie dem Automobilkarosseriebau ist inzwischen weit verbreitet. Die dort vorliegenden Erkenntnisse und Erfahrungswerte aus Forschung und Entwicklung lassen sich aber nicht unmittelbar auf Anwendungsfälle in der Landtechnik übertra- gen. Die hier vorliegenden Randbedingungen werden im Rahmen dieser Arbeit identifiziert und hin- sichtlich ihres Einflusses auf die quasistatische sowie die Schwingfestigkeit von lastübertragenden Klebverbindungen untersucht.
Zur Ermittlung wesentlicher Einflussgrößen werden zunächst quasistatische Festigkeitsversuche am Überlappstoß in Anlehnung an das Konstruktionsdetail Nr. 612 aus der FKM-Richtlinie durchgeführt. Eine Abschätzung des Einflusses ausgewählter Faktoren auf die quasistatische Festigkeit ist mittels einer durch Regressionsanalyse ermittelten Formel möglich. Die Tragfähigkeit von MAG-Schweißver- bindungen wird durch geklebte Prüfkörper nicht erreicht. Eine Steigerung der Verbindungsfestigkeit geprüfter Klebverbindungen ist allerdings durch den Einsatz höherfester Klebstoffe möglich. Die Be- urteilung des Festigkeitsverhaltens unter schwingender Belastung erfolgt an Ergebnissen aus Wöhler- versuchen. Im Vergleich zu MAG-Schweißungen wird auch für geringere Blechdicken ab etwa 105 Lastwechseln ein deutlich günstigeres Ermüdungsverhalten ersichtlich.
Das dargestellte Konzept zur Ermittlung einer Bauteil-Wöhlerlinie orientiert sich an der Nachweisfüh- rung mit Nennspannungen gemäß der FKM-Richtlinie. Aus dieser werden einige grundlegende Zu- sammenhänge auf ihre Übertragbarkeit auf Klebverbindungen hin überprüft und entsprechend ange- passt. Als Startwert für die Berechnung wird eine FAT-Klasse für das Konstruktionsdetail Überlapp- stoß neu festgelegt. Auf Basis der experimentell ermittelten Wöhlerkurven werden zudem Ausle- gungs- und Sicherheitsfaktoren hergeleitet. Eine Überprüfung des ermittelten Konzepts zeigt eine gute Übereinstimmung zwischen der berechneten und der experimentell ermittelten Wöhlerkurve. Zur Anwendung des entwickelten Konzepts auf den bauteilähnlichen Prüfkörper Konsolenanschluss wird zunächst die FAT-Klasse dieses Konstruktionsdetails bestimmt. Alle zuvor festgelegten Kenngrö- ßen sowie die ermittelten Zusammenhänge zu Auslegungs- und Sicherheitsfaktoren werden über- nommen. Das entwickelte Konzept kann auf den Prüfkörper Konsolenanschluss übertragen werden.
Im Rahmen der definierten Randbedingungen liefert die entwickelte Methode dem Anwender eine Möglicheit zur Abschätzung der Schwingfestigkeit einer Klebverbindung, bei der nur wenige Ein- gangsgrößen benötigt werden. Ein wesentlicher Vorteil liegt in der strukturierten Vorgehensweise der Auslegung entsprechend des in der FKM-Richtlinie vorgegebenen Ablaufes.
Den Schluss der Arbeit bildet ein Hinweiskatalog zur Fertigung und Auslegung von lastübertragenden und schwingbeanspruchten Klebverbindungen für Anwendungen in landtechnischen Konstruktionen.
