Rissausbreitung in einer hyperelastischen Klebverbindung „Bruchmechanische Untersuchungen an hyperelastischen strukturellen Klebverbindungen“ sind Thema eines Forschungsprojekts an der Technischen Hochschule Mittelhessen. Das Land Hessen fördert das Vorhaben mit 35.000 Euro. Projektleiter ist Dr. Stephan Marzi, Professor für Technische Mechanik und Dynamik am Gießener Fachbereich Maschinenbau und Energietechnik. Kooperationspartner ist die Sika Automotive AG im schweizerischen Romanshorn.

Im Fahrzeugbau ist das Kleben neben Nieten, Schrauben oder Schweißen eine wichtige Technik, um verschiedene Materialien wie zum Beispiel Glas und Stahl oder Aluminium und Magnesium miteinander zu verbinden. Das Forschungsvorhaben von Marzi konzentriert sich auf Dickschichtklebungen mit weichen, gummiartigen Klebstoffsystemen, die neben einer abdichtenden und dämpfenden Funktion auch Aufgaben der Lastübertragung erfüllen. Im Automobilbau verbinden solche Klebungen zum Beispiel Karosserie und Windschutzscheibe. Ihr Versagen bei Ermüdung oder Crash ist sicherheitsrelevant. Die Industrie benötigt deshalb Berechnungsmodelle, die ein Versagen realitätsnah beschreiben. So können Auslegung und Bemessung geklebter Strukturen optimiert werden.

Etablierte Methoden eignen sich nicht, das Bruchverhalten hyperelastischer Klebungen zu untersuchen, wenn unterschiedliche Zug- oder Schubkräfte auf die Verbindung wirken. Solche „Mixed-Mode-Belastungen“ sind aber im Alltag die Regel. Bei der Untersuchung dieser Belastungen „soll ein neuartiger bruchmechanischer Versuchsaufbau zum Einsatz kommen, der in der Lage ist, erstmals Erkenntnisse und Kennwerte zum Bruchverhalten beliebig belasteter hyperelastischer Klebverbindungen zu liefern“, so Marzi. Die Versuche können eine realitätsnahe Vorhersage des Verbindungsversagens möglich machen. In Folgeprojekten sollen die gewonnenen Erkenntnisse in kommerzielle Entwicklungssoftware integriert werden.

Das Forschungsvorhaben am Institut für Mechanik und Materialforschung hat eine Laufzeit von sechs Monaten. Es wird im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für die Praxis“ unterstützt. Damit bezuschusst die Landesregierung praxisnahe Projekte an hessischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften.