Bestimmung des mechanischen Verhaltens von Klebstoffen im Zugscherversuch unter Kurz- und Langzeitbeanspruchung:
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Düsseldorf
VDI Verl.
1990
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Autor: Ruttert, Dietmar
Jahr: 1990
- I -
Inhaltsverzeichnis Seite
1. EINLEITUNG 1
2. STAND DER ERKENNTNISSE 3
3. ZIELSETZUNG UND AUFGABENSTELLUNG 12
4. GEOMETRIE, WERKSTOFF UND FERTIGUNG DER PROBEN 15
5. EXPERIMENTELLE GRUNDLAGEN ZU DEN DURCHGEFÜHRTEN VERSUCHEN 25
5.1 Zugscherversuch bei kurzzeitiger, quasistatischer
(zügiger) Beanspruchung 25
5.1.1 Aufbau des Versuchsstandes zur Bestimmung
des Schubspannung-Gleitung-Verhaltens 25
5.1.2 Versuchsdurchführung 2 8
5.1.3 Rechnereinsatz zur Ergebnisauswertung und
-darstellung 29
5.2 Zugscherversuch bei langzeitiger, statischer Bean¬
spruchung 31
5.2.1 Aufbau des Versuchsstandes für Kriechversuche
unter Temperatur- und Feuchtigkeitseinfluß 31
5.2.2 Versuchsdurchführung 37
5.2.3 Rechnereinsatz zur Ergebnisauswertung und
-darstellung 40
6. UNTERSUCHUNGEN ZUM KURZZEITVERHALTEN 44
6.1 Versuchsdurchführung mit konstanter
Gleitungsgeschwindigkeit 44
6.1.1 Geschwindigkeitsempfindlichkeit des mecha¬
nischen Verhaltens von Polymerwerkstoffen 44
6.1.2 Theorie der mechanischen Zustandsgieichung 50
6.2 Bestimmung der Schubverformung 51
6.2.1 Bedeutung der Fügeteilverformung 51
6.2.2 Untersuchungen zum Einfluß des Meßspitzen-
abstandes und der Fügeteilsteifigkeit auf
das Meßergebnis 53
- II -
6.2.3 Sinnvolle Vorgehensweise für die Erfassung
der Klebschichtverformung 58
6.3 Kennwerte und Kennfunktionen zur Beschreibung des
mechanischen Kurzzeitverhaltens 66
6.3.1 Kennwerte nach DIN 54 451 66
6.3.2 Beurteilung der DIN-Kennwerte und Definition
weiterer Kenngrößen 67
6.3.3 Vorgehensweise zur Bestimmung der angeführten
Kennwerte 75
6.3.4 Klebschichtschädigung und daraus resultierende
Beanspruchungsgrenzen 80
7. UNTERSUCHUNGEN ZUM LANGZEITVERHALTEN 84
7.1 Kriechverhalten von Klebschichten in Abhängigkeit
von Spannung, Temperatur und Feuchte 84
7.1.1 Experimentell gewonnene Kriechverformung-Zeit
-Verläufe 84
7.1.2 Interpretation des KlebstoffVerhaltens als
Folge der gleichzeitigen mechanischen und
hygrothermischen Belastung 92
7.2 Kennwerte und Kennfunktionen zur Beschreibung des
mechanischen Langzeitverhaltens 101
7.2.1 Kennwerte und -funktionen der einschlägigen
Normen und Übertragung auf den Zugscher¬
versuch 101
7.2.2 Beurteilung der Aussagekraft und der kon¬
struktiven Nutzbarkeit der definierten
Kennwerte 103
7.2.3 Zeitstandschaubilder mit Zeitdehngrenzkurven 114
7.2.4 Isochrone Schubspannung-Gleitung-Diagramme 117
7.2.5 Kriechmodul-Zeit-Verläufe 119
7.2.6 Klebschichtschädigung, Beanspruchungs¬
grenzwerte und Versagenskriterien 121
7.3 Formulierung des mechanischen Langzeitverhaltens
mit mathematischen Ansätzen 128
7.3.1 Anwendung des Ansatzes nach NUTTING/FINDLEY 129
7.3.2 Anwendung der Kriechgleichung aus dem
BURGERS-Modell 133
- III -
7.3.3 Vergleich der Approximationsgüte der beiden
ausgewählten Ansätze 139
7.3.4 Spannungs- und Temperaturabhängigkeit der
Parameter des BURGERS-Modells 140
7.3.5 Erweiterung der BURGERS-Gleichung zur Berück¬
sichtigung der Klebschichtschädigung speziell
im tertiären Kriechkurvenbereich 144
8. HERLEITUNG DES MECHANISCHEN LANGZEITVERHALTENS AUS
ERGEBNISSEN VON KURZZEITVERSUCHEN 150
8.1 Bestimmung der Parameter des BURGERS-Modells
in Kurzzeitversuchen 150
8.2 Anwendung der Theorie der mechanischen Zustands-
gleichung 155
9. SCHLUSSFOLGERÜNGEN 160
10. ZUSAMMENFASSUNG 162
11. LITERATURVERZEICHNIS 166
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