Aufgrund des stetig wachsenden Umweltbewusstseins und dem damit verbundenen Bestreben, Energie und Ressourcen zu sparen, sind Industrieunternehmen gezwungen, die Eigenschaften der verschiedenen technisch relevanten Werkstoffe bestmöglich zu kombinieren. Der zukünftig verstärkte Einsatz von so genannten Leichtbauwerkstoffen sowie hochfesten Stählen im Fahrzeugbau und die Kombinationen mit Leichtmetallen und polymeren Werkstoffen sollen schließlich zu der notwendigen Reduktion des Energieverbrauchs und der damit verbundenen verringerten Emission führen. Weiterhin sind die Industrieunternehmen wegen des stetig wachsenden Wettbewerbs gezwungen, Kosten einzusparen. Hierzu kann z.B. eine serientaugliche Fügetechnologie erheblich beitragen. Eine Schlüsseltechnologie, um dieses Ziel zu erreichen, stellt die Klebtechnik dar.Das Kleben als Fügeverfahren für flächige Verbindungen wird seit mehr als einem halben Jahrhundert erfolgreich bei anspruchsvollen Verbindungsproblemen eingesetzt und bietet im Hinblick auf die Realisierung von Leichtbaustrukturen eine große Anzahl von Vorteilen gegenüber Fügetechniken wie dem Nieten, dem Clinchen und dem Punktschweißen. Neben der Möglichkeit artfremde Werkstoffe stoffschlüssig zu verbinden, können durch eine Klebverbindung auch Aufgaben wie zum Beispiel Abdichten, Isolieren, Dämpfen und Korrosionsschutz gewährleistet werden. Weiterhin ist die Klebtechnik gut automatisierbar und somit in vorhandene Fertigungssysteme integrierbar.Für einen konsequenten Einsatz der Klebtechnik fehlt jedoch im industriellen Alltag derzeit die notwendige Akzeptanz für diese Technologie. Ein Grund hierfür ist nicht zuletzt der Mangel an entsprechenden Berechnungsmethoden, um das Kurzzeit-, Langzeit- und Crashverhalten abzuschätzen. So wird gegenwärtig vielfach über aufwendige experimentelle Untersuchungen die Einsatzmöglichkeit der Klebtechnik für gewisse Anwendungen nachgewiesen, was einen nicht unerheblichen finanziellen Aufwand mit sich bringt. Durch den zukünftigen Einsatz entsprechender Berechnungsmethoden ist es möglich, die Kosten für experimentelle Untersuchungen sowie Entwicklungszeit einzusparen. Hier hat sich die Finite Elemente Methode (FEM) in anderen Industriezweigen bereits als eine bewährte Hilfe herausgestellt.Neuere Auslegungsmethoden untersuchen daher auch den Einsatz der FEM für die Berechnung von geklebten Bauteilen. Hier werden oftmals Modifikationen an den entsprechenden mathematischen Formulierungen zur Beschreibung der Materialeigenschaften der Klebstoffe untersucht. Die Beschreibung der Materialeigenschaften geht von linearelastischen über elastoplastische bis hin zu viskoelastischen und viskoplastischen Ansätzen. Bei diesen Ansätzen wird für die Berechnung oftmals eine fehlerfreie homogene Klebschicht vorausgesetzt.Tatsächlich sind in allen realen Materialien, so auch in Klebschichten, eine Vielzahl von Fehlstellen z.B. in Form von Mikrorissen und Poren, vorhanden. Eine auf der Kontinuumsmechanik basierende Berechnungsmethode, die das singuläre Spannungsfeld von Rissen bewertet, ist die Bruchmechanik. Diese relativ junge Berechnungsmethode wird derzeit bei Metallen mit Erfolg zur ergänzenden Bemessung von Bauteilen herangezogen. Aus diesem Grund ist es naheliegend, die Bruchmechanik auch zur ergänzenden Bemessungen von geklebten Bauteilen zu nutzen.Daher wurde in dieser Arbeit eine bruchmechanische Bewertung für die Spannungskonzentrationsstellen bei geklebten Verbindungen verfolgt, um so eine weitere Bemessungsgrundlage neben der klassischen kontinuumsmechanischen Auslegung zu erhalten.Ziel dieser Arbeit ist daher die Untersuchung von Klebverbindungen mit bruchmechanischen Methoden. Zur Ermittlung der Bruchkennwerte wird die CTS-Probe (Compact-Tension- Shear) mit Belastungsvorrichtung nach Richard eingesetzt, da es mittels dieser Probe möglich ist, die Belastung an der Rissspitze durch einfache Variation des Belastungswinkels von reinem Mode I zu reinem Mode II zu variieren. Die durch eine uniaxiale, quasistatische Prüfung ermittelten Bruchkräfte werden zur Ermittlung der Spannungsintensitätsfaktoren (SIF) mittels FEM genutzt, da analytische Ansätze zur Bestimmung der SIF für geklebte CTS-Proben nicht bekannt sind. Als Ergebnis dieser Untersuchungen lässt sich eine ebene, so genannte Bruchgrenzkurve, aufstellen.Die Bruchgrenzkurve soll im Folgenden als Kenngröße, die einen klebstoffspezifischen Materialkennwert beschreibt, angesehen werden und als Grundlage für die Dimensionierung dienen. Anhand verschiedener einfacher sowie komplexer Probenformen, z.B. Zugscher- und Hutprofilproben, soll eine Verifizierung der aufgestellten Bruchgrenzkurven vorgenommen werden.Eine auftretende Mode III Belastung soll anhand von den in der Literatur vorhandenen Hypothesen bewertet werden.Die Untersuchungen sollen schließlich eine Aussage zu der Anwendbarkeit der Bruchmechanik für die Dimensionierung von Klebverbindungen liefern. Eine Beschreibung der Vorgehensweise zur Ermittlung von bruchmechanischen Kennwerten sowie der Einsatz der FEM für die Bewertung von Spannungssingularitäten in geklebten Bauteilen soll vorgenommen werden.Folgende Annahmen sind für die in dieser Arbeit gezeigten Untersuchungen getroffen worden:- Es wird von einem kohäsiven Bruchverhalten ausgegangen, Grenzflächenrisse werden nicht betrachtet;- Es wird angenommen, dass ein Startriss in Klebschichtdickenrichtung mittig vorliegt;- Es wird die Gültigkeit der linear elastischen Bruchmechanik vorausgesetzt;- Es werden konstante Materialkennwerte vorausgesetzt, Geschwindigkeits- und Temperatureinflüsse auf die mechanischen Eigenschaften werden nicht berücksichtigt;- Eigenspannungen z.B. durch die Klebstoffaushärtung werden vernachlässigt.