Rissinitiierung in einschnittig überlappten CFK-Klebverbindungen

Endlose kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind aufgrund ihrer spezifischen Materialeigenschaften, wie z. B. der Steifigkeit oder Festigkeit, ein bedeutender Leichtbauwerkstoff. Eine zu bevorzugende Fügetechnik zum Verbinden von CFK-Bauteilen in der industriellen Anwendung stellt das Kleben dar. Die flächige Lasteinleitung und die gleichmäßige Spannungsverteilung sind Beispiele für die Vorteile der Klebtechnik. Bei der Auslegung von geklebten CFK-Strukturen sind die spezifischen Eigenschaften von CFK, Klebstoffsystem und die Interaktion der beiden Materialien im Verbund zu berücksichtigen. Bei ausreichender Oberflächenbehandlung kann eine Beanspruchung sowohl zu kohäsivem Klebstoffversagen als auch zu Fügeteilversagen führen. Ebenso ist gemischtes Versagen möglich. Dieses Materialverhalten führt bei der Auslegung somit zu einer komplexen Herausforderung. Für diese existiert bisher keine umfassende und abschließende Richtlinie. Das Versagensverhalten einer CFK-Klebverbindung hängt dabei von dem Ort des Rissbeginns, d. h. dem Ort der Rissinitiierung ab. Es ist zu klären, wo und bei welcher Beanspruchung ein Riss initiiert. Weiterhin ist der Einfluss verschiedener Faktoren, wie der der Materialeigenschaften und der Geometrie, zu bewerten. Mit Hilfe der vorliegenden Arbeit wurde eine Handlungsempfehlung zur Auslegung einschnittig überlappter CFK-Klebverbindungen abgeleitet. Auf diese Weise konnten bisherige Erkenntnisse bestätigt und neue Erkenntnisse abgeleitet werden. Schlussendlich werden CFK-Klebverbindungen durch die Einbettung in den Gesamtkontext des Leichtbaus kritisch gegenüber anderen Bauweisen bewertet.