Modelação numéricas de juntas stiffener em t por modelos de dano coesivo

• Autor(a) principal: Ferreira, Joaquim Alberto Monteiro
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/15753
• topic: Juntas adesivas; Stiffeners; Material compósito reforçado a fibras de carbono; Adesivos estruturais; Método de Elementos Finitos; Modelos de Dano Coesivo; Adhesive joints; Carbon fiber reinforced composite material; Structural adhesives; Finite Element Method; Cohesive Zone Models

Nos dias de hoje, o método de união com recurso a adesivos tem uma presença muito forte nas mais variadas indústrias. Com esta técnica de união, o projeto de estruturas pode ser orientado para estruturas mais leves, relativamente às juntas aparafusas ou soldadas, e também para estruturas com materiais diferentes. A ligação de materiais compósitos através de adesivos estruturais tem vindo a ter maior relevância na indústria, como a indústria aeronáutica, que faz uso de estruturas stiffeners em materiais compósitos usando ligações adesivas. Em qualquer área da indústria, a aplicação em larga escala de uma determinada técnica de ligação necessita de ferramentas fiáveis para o projeto e previsão da rotura. Esta dissertação compara o desempenho de três adesivos estruturais, o Araldite® 2015, o Araldite® AV138 e o Sikaforce® 7752, numa junta em T de substratos compósitos de matriz epóxida reforçada a fibras de carbono. O objetivo da dissertação é estudar numericamente, através do Método de Elementos Finitos (MEF) e Modelos de Dano Coesivo (MDC), o comportamento de diferentes configurações de junta em T quando sujeitas a solicitações de arrancamento. Estudou-se a modificação dos parâmetros geométricos de comprimento de sobreposição (L0), espessura dos aderentes stiffener (t0), espessura dos aderentes de pele (tp) e raio de curvatura do aderente stiffener (R). Com a análise numérica são estudadas as distribuições de tensões, evolução do dano, modos de rotura e resistência. O estudo numérico demonstrou que o parâmetro geométrico tp tem maior influência no comportamento das juntas adesivas, sobretudo na resistência das juntas, onde se verificou que um aumento deste parâmetro aumenta o desempenho da ligação. Verificou-se também que, quanto maior for a flexibilidade e ductilidade do adesivo, maior é a influencia dos parâmetros geométricos na resistência da junta. Relativamente ao tipo de adesivo, as juntas com o Sikaforce® 7752 demonstraram ter o melhor desempenho, seguidas pelas juntas com Araldite® 2015. O Araldite® AV138 demonstrou ter um desempenho relativamente inferior aos outros dois adesivos, com comportamento idêntico entre configurações de junta diferentes.