Estudo numérico de juntas adesivas tubulares de sobreposição simples pelo Método de Elementos Finitos eXtendido

• Autor(a) principal: Eusébio, Serjio Manuel Lopes
• 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/10400.22/12711
• topic: Juntas adesivas; Adesivo Estrutural; Epóxido; Poliuretano; Previsão de resistência; Método de Elementos Finitos eXtendido; Modelo de Dano Coesivo; Energia dissipada; Adhesive joints; Structure adhesive; Expoxy; Polyurethane; Strenght prediction; eXtended Finite Element Method; Cohesive Zone Model; Dissipated Energy; Construções Mecânicas

As juntas adesivas têm vindo a ser aplicadas em diversas áreas, devido às vantagens que estas apresentam relativamente às ligações mecânicas convencionais. O aumento da resistência, a redução de peso e a facilidade de fabrico são algumas das vantagens que esta técnica apresenta. Com a evolução na aplicação de materiais compósitos, nomeadamente no setor aeronáutico e automóvel, a técnica de ligação adesiva tem assumido um papel fundamental como meio de ligação, visto que permite a ligação de materiais dissimilares, permitindo assim a construção de estruturas híbridas (materiais metálicos + compósito). A natureza do adesivo torna-se um fator fundamental dependendo do tipo de solicitações que a junta estará sujeita. Os adesivos comerciais podem variar desde rígidos e frágeis (como é o caso do Araldite® AV138) a adesivos flexíveis e dúcteis (como por exemplo o Araldite® 2015 e o Sikaforce® 7752). Esta dissertação tem como objetivo o estudo paramétrico de juntas adesivas tubulares de sobreposição simples quanto ao seu desempenho à tração com os adesivos supracitados e diferentes comprimentos de sobreposição (LO) pelo Método de Elementos Finitos eXtendido (MEFX), com ajuda da ferramenta de simulação/software ABAQUS®. O objetivo fundamental é avaliar a capacidade de previsão de resistência do MEFX, pela comparação com os respetivos resultados experimentais. É também efetuada uma comparação dos resultados obtidos com Modelos de Dano Coesivo (MDC). O estudo paramétrico numérico permite também avaliar de forma crítica o comportamento dos adesivos estudados neste tipo de junta, a distribuição de tensões de arrancamento (σy) e de corte (τxy) para LO=20 e 40 mm e a energia dissipada (Ediss) durante as simulações até a rotura. Concluiu-se que, com uma escolha correta dos critérios de iniciação e propagação de dano, o MEFX é um método viável e preciso para a previsão de resistência de juntas tubulares. Observou-se que, para juntas com LO pequenos (20 mm), o adesivo rígido e frágil (Araldite® AV138) apresenta melhores resultados de força máxima (Pmáx), quando comparado com adesivos dúcteis, mas menos resistentes. Por outro lado, o adesivo Araldite® 2015 (adesivo epóxido dúctil) apresenta o melhor comportamento dos três adesivos para LO maiores (40 mm). O adesivo poliuretano (Sikaforce® 7752) revelou ter o Pmáx inferior em ambas situações estudadas. Isto acontece devido à sua baixa resistência.