Obwohl die Technologien von Faserverbundwerkstoffen die Entwicklung hochintegraler Bauweisen für Luft- und Raumfahrtanwendungen erlauben, bleibt die Strukturkopplung mittels klassischer, mechanischer Fügeverfahren eine nach wie vor unausweichliche Thematik in der Strukturentwicklung. Insbesondere für hochbeanspruchte Primärstrukturen stellt diese Aufgabe angesichts der inhärenten Komplexität des Beanspruchungszustandes struktureller Fügungen und der durch vielfältige Versagensmechanismen gekennzeichneten Mechanik faserverstärkter Kunststoffe eine außerordentliche Herausforderung an den Strukturentwickler dar. Die stetig steigende Nachfrage nach extremem Leichtbau und damit nach einem immer effizienteren Einsatz von Faserverbundwerkstoffen fordert nicht nur ein genaueres Verständnis des Werkstoffes und dessen Verhalten bei konventionellen, mechanischen Fügetechniken, vielmehr müssen neue, fortschrittliche Ansätze entwickelt werden, welche die Kompatibilität mechanischer Fügetechniken zum Faserverbundwerkstoff realisieren sowie eine optimale Ausnutzung dessen herausragenden, leichtbauspezifischen Eigenschaften ermöglichen. Diese Arbeit liefert vor diesem Hintergrund einen praktischen, anwendungsnahen Beitrag zur experimentellen, analytischen und numerischen Charakterisierung einer konstruktiven Maßnahme, die sich als effektiver und technologisch realisierbarer Ansatz zur Erhöhung der Kopplungseffizienz hochbelasteter Niet- und Bolzenverbindungen und folglich der strukturellen Effizienz von Faserverbundstrukturen erweist: die lokale Metallhybridisierung.

Composite technologies have been proven to be advantageous in allowing for the development of aircraft and spacecraft structures which feature highly integral design concepts. However, structural joining using conventional mechanical fastening techniques still remains an indispensable issue within the design and development of these types of structures. For highly loaded primary composite structures crucial challenges in terms of structural joining are the inherent complexity of the stress state at bolt locations on the one hand and the multifaceted fracture mechanics of composite material on the other. The aerospace industry increasing requirement for weight reductions and a more efficient use of composites demands an accurate understanding of this material's mechanics and its mechanical response at conventional bolted joints. Furthermore, in order to fully exploit the outstanding weight properties of composites, the development of advanced joining techniques is required, which allow for an optimized compatibility of conventional bolted joints with the physical properties of the composite materials. The present work represents a practical contribution to the experimental, analytical and numerical verification of a special design approach. The use of local hybridization with metal is shown to represent a suitable and technologically feasible means to increase the coupling efficiency of highly loaded composite bolted joints, leading to an improvement of the structural efficiency of composite structures.