Die Klebverbindung dicker Metallteile und ihre Anwendung bei der Prüfung der Bruchzähigkeit
Year: 1981
Type: book-chapter
Abstract: Ein Nachteil der üblichen bruchmechanischen Untersuchungen besteht in der Größe der Probenkörper bei der Prüfung zäher Materialien. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie man trotz normgerechter Probengröße mit wenig Probenmaterial auskommen kann. Dies wird dadurch möglich, daß ein «Kern» aus dem zu untersuchenden Material in einem «Halter» aus einem Hilfswerkstoff durch eine geeignete Klebverbindung befestigt wird. Für die konstruktive Gestaltung und die Dimensionierung von Klebverbindungen zwischen dicken Metallteilen mußten daher brauchbare Methoden entwickelt werden. Dies geschah auf Grund von analytischen Untersuchungen mit der Methode der finiten Elemente und von Experimenten. Die Klebfuge beeinflußt die Steifigkeit der Gesamtanordnung und damit auch die Kalibrierung der Proben. Mit Hilfe eines Finit-Element-Modells mit einer entsprechenden Zone verminderter Steifigkeit bestimmte man eine gegenüber der Norm korrigierte Kalibrierfunktion. Auf deren Basis erhält man mit den Verbundproben die gleichen Resultate wie bei Normversuchen. Die erzielbare Materialersparnis beträgt gegenüber CT-Proben 50 bis 70, gegenüber 3-Punkt-Biegeproben 85 bis 90%. Für Einzelheiten sei auf die demnächst erscheinende Promotionsarbeit des Verfassers an der ETH Zürich verwiesen. The adhesive joining of thick metallic parts and their application in fracture toughness tests. A disadvantage of conventional fracture mechanics tests lies in the size of specimen when testing tough materials. The paper introduces a method by which specimens can be made to dimensions complying with the standards, in spite ofusing a reduced quantity ofmaterial. This is made possible by fixing a "core" of the test material in a "holder" auf auxiliary material by means of suitable adhesive. Therefore practicable concepts had to be developed for the shape and dimensioning of adhesive joints between thick metallic components. This was done on the basis of analytical investigations with the method of finite elements and by practical experiments. The adhesive joint influence the stiffness of the overall configuration; and hence the calibration ofthe specimens. With the aid of a finite element model with an appropriate zone of reduced stilfness, it was possible to obtain a modified calibration function in relation to the standards. On this basis the compound specimens supply the same results as standard tests. The attainable material saving is 50 to 70% compared to CT specimens, and 85 to 90% compared to 3-point bending specimens. For details, please refer to the authors dissertation due to appear via the ETH Zürich.
Author: Kieselbach, Rolf
Language: German
Subfield: Mechanics of Materials
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W1484058682