Estudo experimental e numérico da adesão de PREPREGS com diferentes substratos

• Autor(a) principal: Rodrigues, Adriano Gomes
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Relatório
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/18111
• topic: Método de elementos finitos; Modelos de dano coesivo; Análise de tensões; Prepregs; Juntas de sobreposição simples; Adesão; Método Inverso; Abaqus; Modelo coesivo triangular; Finite element method; Cohesive zone models; Stress analysis; Single-lap joints; Adhesion; Inverse method; Triangular cohesive model

As soluções solicitadas pela indústria para ligação de componentes atualmente têm como principais requisitos fatores como resistência e custo. Esta problemática pode ser eficientemente resolvida com recurso a uma cuidada seleção de materiais, ramo que dentro da engenharia tem evoluído para corresponder aos requisitos do projeto. Deste processo surge a necessidade de analisar a adesão entre diferentes tipos de material compósito. Esta dissertação analisa a adesão de juntas de sobreposição simples, com diferentes tipos de substrato (prepreg de fibra de vidro, prepreg de fibra de carbono e alumínio) e diferentes tipo de material adesivo (conjunto de uma camada de prepreg de fibra de vidro e duas camadas de prepreg de fibra de carbono, com orientações distintas para as fibras das camadas). O objetivo desta dissertação passa por descobrir a combinação, de diferentes substratos e materiais adesivos, que apresenta melhores propriedades mecânicas. Foram consideradas juntas com aderentes do mesmo material e juntas com aderentes de materiais distintos. As juntas foram obtidas num processo de uma ligação co-curada. Através da realização de ensaios de tração, que resultam num esforço maioritariamente de corte na ligação adesiva, foi possível determinar as propriedades da junta de sobreposição simples. Posteriormente procedeu-se à comparação das diferentes configurações de junta e, por fim, realizou-se um estudo numérico por modelos de dano coesivo (MDC) de análise do estado de tensão e previsão de resistência. Os modelos numéricos foram executados no software de simulação Abaqus®. Com este trabalho foi possível concluir experimentalmente que o tipo de junta que apresenta melhor resistência à tração é a junta de substrato prepreg de carbono com o material adesivo prepreg de fibra de vidro com a fibras orientadas a +45º e -45º. Através da análise numérica, observou-se que a melhor resistência à tração foi obtida pelas juntas de substrato prepreg de carbono com o material adesivo prepreg de fibra de vidro e com a fibras orientadas a +45º e -45º.