Das Leichtbaukonzept stellt an die Konstruktion von Strukturbauteilen hohe Herausforderungen. Die Verwendung von Klebung als leichte und universell einsetzbare Fügetechnologie nimmt hier eine Schlüsselposition ein. Jedoch ist es zwingend notwendig, das mechanische Verhalten dieser Technologie verstehen, bewerten und auch vorhersagen zu können. Hier steht, wie im Rahmen dieser Arbeit gezeigt, mit der Bruchmechanik ein potenter Ansatz zur Verfügung. Unter Zuhilfenahme statistischer Methoden können die Eigenschaften von Klebeverbindungen realistisch charakterisiert werden. Jedoch ist zu beachten, dass die Empfindlichkeit der verschiedenen Testmethoden auf variierende äußere Einflüsse unterschiedlich ist. Diese Empfindlichkeit muss sich natürlich auch in den Auslegungsfaktoren der Bauteile widerspiegeln. Unter statischer Beanspruchung liegt Faktor 2 zwischen den Bruchkräften der optimal gefügten, also vollflächig gelaserten Verbindungen und solchen, bei denen nur eine Oberflächenreinigung stattgefunden hat. Unter Ermüdungsbedingungen vergrößert sich der Abstand der Kräfte für gleiche Bruchlastschwingspielzahlen, die aus den S-N-Kurven ermittelt wurden, auf Faktor 3. Um einen für statistische Auswertungen signifikanten Stichprobenumfang zu erhalten, können die Wöhlerdaten der jeweiligen Laseraktivierungsniveaus auf eine konstante Lebensdauer oder eine konstante Maximalkraft FMax transformiert werden. Im ersten Fall erhält man als Differenz des Lageparameters der Bruchkraft zwischen ausschließlich gereinigter und optimal aktivierter Oberfläche einen Faktor 4, was einer Empfindlichkeitszunahme entspricht. Für den zweiten Fall, einer konstanten Maximalkraft, liegen zwischen den Lebensdauern der unterschiedlichen Proben bis zu fünf Größenordnungen. Des Weiteren reagieren die so ermittelten Lebensdauerwerte sehr empfindlich auf Unterschiede in den Defektgeometrien. Für die Auslegung von Strukturbauteilen sind diese Faktoren natürlich immer mit zu berücksichtigen. Neben dem Faktor 4, der sich aus den Ermüdungsversuchen ergeben hat, ist zusätzlich ggf. eine Höherdimensionierung wegen der meist vorherrschenden Manufakturfertigung einzukalkulieren. Dieser ergab sich aus den vorgestellten Versuchen zu 25 %. Somit erhält man einen Dimensionierungsfaktor von 5, der auf die berechneten, statisch ausreichenden Festigkeitsdaten als Sicherheitsmarge aufgeschlagen werden sollte. Wenn aber zusätzlich noch festigkeitsvermindernde Kontaminationen vorhanden sind, muss die Sicherheitsmarge dementsprechend erhöht werden. Es hat sich gezeigt, dass eine valide Vorhersage von Festigkeiten unter Einbeziehung der Messwertstreuung nur unter der Annahme eines vorliegenden Defektspektrums mit einem bruchmechanischen Ansatz, gute Ergebnisse liefert. Zusätzlich sind die Durchführung von Ermüdungsversuchen und die Auswertung der erhaltenen Daten auf statistischer Grundlage unabdingbar für eine belastbare Bewertung der Struktureigenschaften.    «

Das Leichtbaukonzept stellt an die Konstruktion von Strukturbauteilen hohe Herausforderungen. Die Verwendung von Klebung als leichte und universell einsetzbare Fügetechnologie nimmt hier eine Schlüsselposition ein. Jedoch ist es zwingend notwendig, das mechanische Verhalten dieser Technologie verstehen, bewerten und auch vorhersagen zu können. Hier steht, wie im Rahmen dieser Arbeit gezeigt, mit der Bruchmechanik ein potenter Ansatz zur Verfügung. Unter Zuhilfenahme statistischer Methoden können...    »