Modellierung, Parameteridentifikation und Simulation

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Paul Steinmann
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2006 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 27010688

Ziel dieses Teilprojektes ist die klebtechnische Charakterisierung des mechanischen Verhaltens von Polymer-Metall-Grenzschichten am Beispiel eines Modellepoxidklebstoffs auf verschieden vorbehandelten Aluminiumoberflächen. In Phase 1 des Projektes werden zunächst Bulk-Proben mit verschiedener Vernetzungsdichte, Kettenlänge und Polymerisationsgrad hergestellt. Sie dienen der Justierung der ortsauflösenden Analyseverfahren des IFOS (Parallelprojekt 2). Die Eigenschaften der reinen Klebstoffpolymere werden hinsichtlich des Spannungs- Dehnungs-Verhaltens durch quasistatische Zugversuche an Substanzproben und hinsichtlich der zeit- und temperaturabhängigen Materialeigenschaften durch die Dynamisch Mechanische Analyse (DMA) charakterisiert. Desweiteren wird mit der Differential Scanning Calorimetry (DSC) der Polymerisationsgrad bestimmt. Die experimentelle Bestimmung der mechanischen Eigenschaften des Klebstoffpolymers in der Nähe der Grenzschicht wird durch Kopplung von Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Videoextensometrie ermöglicht. In enger Zusammenarbeit mit dem IFOS (Parallelprojekt 2) werden dazu speziell hergestellte und mit einem Messraster markierte Klebverbunde mehraxialen Belastungen ausgesetzt und daraus resultierende Verzerrungen mit Hilfe einer Videoextensometrie ausgewertet. Die im Rahmen des beantragten Projektes zu untersuchenden Einflussparameter bezüglich der Polymereigenschaften in der Grenzschicht beinhalten die chemische Basis des Klebstoffpolymers (Epoxidharz), die Oberflächenvorbehandlung der Aluminiumsubstrate und damit deren Mikro-/ Nanotopographie bzw. Oberflächenchemie. Die aus den experimentellen Versuchen gewonnenen Daten werden am LTM (Parallelprojekt 3) zur Erstellung eines konstitutiven Materialmodells verwendet und bilden dort die Grundlage für die Modellierung und Simulation der Polymer-Metall- Grenzschicht.

• DFG Programme: Research Grants