Estudo de juntas adesivas em T através de métodos numéricos

• Autor(a) principal: Sousa, Ricardo Jorge Carvalho
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20193
• topic: Adesivos; Juntas adesivas; Juntas em T; Mecânica dos meios contínuos; Análise elastoplástica; Critérios de rotura; Critério de cedência; Radial point interpolation method; Adhesives; Adhesive joints; T-Joints; Continuum mechanics; Elastoplastic analysis; Failure criteria; Yield criteria; Radial point interpolation method

Hoje em dia, as juntas adesivas têm um amplo espectro de aplicações em ambientes industriais e de pesquisa, pelo que a carga máxima de uma junta adesiva (Pmáx) deve ser determinada para garantir a segurança. A Pmáx depende de várias variáveis como o tipo de adesivo, a geometria da junta, as propriedades dos aderentes, entre outras. A primeira parte deste trabalho consiste em prever a Pmáx de juntas adesivas em T através de dois métodos numéricos, o Método de Elementos Finitos (MEF) e o Radial Point Interpolation Method (RPIM) usando o Finite Element and Meshless Method Analysis Software (FEMAS©). Para além disso, foram considerados dois critérios de cedência para o adesivo, o critério de von Mises (vM) e o critério de Drucker-Prager exponencial (DPE), sendo que este último é apresentado em alguma bibliografia como o mais adequado para adesivos dúcteis. Nesta etapa, também foram estudados os efeitos que a espessura de aderente T (tp2) e o tipo de adesivo exercem sobre a Pmáx, e foram avaliados quatro tp2 e considerados três tipos de adesivo (do frágil ao dúctil). A Pmáx foi obtida através de critérios de rotura de tensão ou de deformação aplicados à camada adesiva. Os resultados, como curvas tensão-deformação e Pmáx das juntas adesivas, foram comparados com dados experimentais. Foram ainda investigadas as diferenças na Pmáx e nastensões e deformações que surgem devido ao uso de diferentes critérios de cedência. A segunda etapa testou o efeito que a rigidez do substrato superior tem no comportamento da junta adesiva. Este estudo consiste na variação da distância vertical entre a camada adesiva e a área onde o deslocamento de tração é imposto (free-length - FL). Para esta etapa, os resultados da primeira etapa foram usados para selecionar um critério de cedência para o adesivo. Depois, a Pmáx foi obtida com a metodologia anteriormente mencionada, e os resultados foram usados como referência. Os resultados para cada caso de FL em estudo foram comparados entre si. Na primeira etapa, as juntas com o adesivo frágil não tiveram grandes alterações no valor da Pmáx devido ao critério de cedência ou método numérico. Nas juntas com adesivos dúcteis, o RPIM e o critério de cedência de DPE forneceram as previsões mais próximas dos valores experimentais. No entanto, a previsão é bastante baixa para as juntas com adesivos altamente dúcteis. Na segundo etapa, a redução do FL provocou alterações na distribuição de tensões e deformações, assim como no modo de carregamento (arrancamento para clivagem), o que conduziu ao aumento na Pmáx. Assim, conclui-se que a Pmáx é influenciada pela rigidez da junta adesiva.