Previsão da resistência de juntas compósitas curvas com ressalto sujeitas a pressão interior

• Autor(a) principal: Ferreira, Pedro Agostinho da Rocha
• 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/10400.22/19936
• topic: Juntas adesivas; Juntas curvadas; Juntas com ressalto; Material compósito reforçado a fibras de carbono; Método de elementos finitos; Modelos de dano coesivo; Adhesive Joints; Curved joints; Joggle lap joints; Composite material reinforced with carbon fibers; Finite Element Method; Cohesive Zone Models

Atualmente, a ligação adesiva tem um papel cada vez maior na indústria, resultado das vantagens que este tipo de ligação apresenta quando comparado com ligações mais tradicionais. Entre estas vantagens destacam-se a redução de peso e facilidade de aplicação do adesivo, o que permite a redução de tempo de fabrico e custo, bem como a capacidade de unir diferentes materiais sem danificar a estrutura a ligar. O mercado de adesivos apresenta diversas soluções, desde adesivos mais resistentes e frágeis, como o Araldite® AV138, ou adesivos menos resistentes, mas dúcteis, como o Araldite® 2015. Tem ainda surgido uma nova família de adesivos de poliuretano, que é capaz de conciliar elevada resistência e ductilidade, como o Sikaforce® 7752. A presente dissertação compara o desempenho dos adesivos acima mencionados em juntas de ressalto curvas com substratos em compósito de matriz epóxida reforçada com fibras de carbono e sujeitas a pressão interior, considerando a variação dos seguintes parâmetros geométricos: comprimento de sobreposição (Lo), curvatura dos aderentes (R) e espessura dos aderentes (tp). A análise da previsão da resistência das juntas foi feita através do Método de Elementos Finitos (MEF) e Modelos de Dano Coesivo (MDC). Este estudo recaiu sobre as tensões de corte (xy) e tensões de arrancamento (y) na camada de adesivo, o dano correspondente, a resistência da junta e a energia dissipada (U). O método numérico foi validado com resultados positivos, através da comparação de dados numéricos e experimentais de juntas de sobreposição simples. Através da análise do método numérico verificou-se que o parâmetro tp produziu um maior efeito no desempenho das juntas adesivas, principalmente na resistência da ligação. Um aumento de tp resultou na diminuição acentuada da resistência. Verificou-se também que o aumento de Lo resulta no aumento das variáveis em estudo. No entanto, este aumento apresenta um comportamento logarítmico, logo quanto mais o Lo é aumentado, menor efeito tem no aumento do desempenho da junta. Relativamente aos adesivos, de modo geral o Araldite® 2015 apresentou melhor desempenho, seguido do Sikaforce® 7752. De facto, o adesivo Sikaforce® 7752 apresentou uma resistência mais elevada para tp maiores. O adesivo Araldite® AV138 um desempenho relativamente mais baixo, já que apresentou resultados praticamente constantes independentemente da variação dos parâmetros.