Estudo de juntas adesivas tubulares com defeito: analise experimental e numérica por modelos de dano coesivo

• Autor(a) principal: Silva, Tiago Patrício Vieira da
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/14239
• topic: Epóxido; Poliuretano; Juntas adesivas tubulares; Método de Elementos Finitos; Modelos de Dano Coesivo; Parâmetros geométricos; Defeitos na camada adesiva; Epoxy; Polyurethane; Tubular adhesive joints; Finite Element Method; Cohesive Zone Models; Geometric parameters; Adhesive defects; Construções Mecânicas

O método de união com ligações adesivas é cada vez mais utilizado na conceção de estruturas mecânicas, devido às vantagens significativas que esta técnica fornece em comparação com as ligações tradicionais. De facto, as juntas com ligação adesiva estão sob investigação intensa há bastante tempo. Entre as vantagens, destacam-se a redução de peso e possibilidade de unir diferentes materiais, incluindo compósitos, sem danificar as estruturas a ligar. Os adesivos comerciais variam desde resistentes e frágeis a menos resistentes e dúcteis. Uma nova família de adesivos de poliuretano combina elevada ductilidade com resistência moderada. Hoje em dia existem vários tipos de configurações de junta disponíveis, sendo que as mais comuns são as de sobreposição simples, sobreposição dupla e de chanfro. As juntas tubulares são um tipo de geometria particular que é usada para fins próprios, e tem vindo a ser alvo de estudo nomeadamente no que se refere à distribuição de tensões que se desenvolvem na camada adesiva relativamente a vários tipos de esforços, como torção ou tração. Contudo, o efeito de lacunas de adesivo na resistência da junta não é conhecido. O objetivo do trabalho numérico, realizado sobre juntas adesivas tubulares sujeitas a esforços de tração, é comparar o efeito de defeitos na área de ligação em diferentes tipos de adesivos e comprimentos de sobreposição (LO), com juntas sem defeito. Os modelos de juntas tubulares realizadas sem defeito no programa ABAQUS® são consideradas ideais. De modo a validar os resultados numericos obtidos, foram comparadas juntas ideais, com juntas sem defeito realizadas de modo experimental. Para o estudo em questão foram usadas juntas tubulares de sobreposição simples com substratos de alumínio, e três adesivos distintos. Para cada adesivo e defeito foram realizados modelos de juntas com valores de Lo de 20 mm e 40 mm, de modo a obter informação mais realista e ampla do efeito dos defeitos estudados (falha de adesivo com comprimento de 25%, 50% e 75% de LO). Com o estudo desenvolvido, verifica-se que o tipo de adesivo desempenha um papel fundamental no que diz respeito à capacidade de carga (Pmáx) da junta, sendo que o adesivo frágil mostra melhor desempenho para menores valores de LO, enquanto os adesivos dúcteis obtêm melhores resultados para maiores valores de LO. Pela análise dos valores numéricos obtidos com recurso aos modelos de dano coesivo (MDC) constatou-se que a consequência dos defeitos é dependente do adesivo e de LO.