Estudo paramétrico numérico de juntas tubulares com chanfro sujeitas a esforços de tração

• Autor(a) principal: Silva, José Eduardo Santos Maia da
• 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/10400.22/20149
• topic: Ligações adesivas; Juntas adesivas tubulares; Juntas scarf; Método de Elementos finitos; Modelos de dano coesivo; Adhesive joints; Tubular adhesive joints; Scarf joints; Finite element method; Cohesive zone models

A utilização de ligações adesivas tem vindo a crescer em diversas indústrias e estas contam com inúmeras aplicações devido à sua enorme potencialidade na ligação de materiais. Estas permitem uma boa adaptação na união de superfícies irregulares e são capazes de unir diferentes materiais sem danificar a sua estrutura. Para além destas vantagens, as ligações adesivas permitem também a redução de peso e aumento da resistência estática das estruturas e, quando sujeitas a cargas cíclicas, apresentam uma boa resistência. A junta tubular com chanfro é uma das muitas configurações de junta possíveis e viáveis para diversas aplicações. Este tipo de ligação apresenta vantagens no que concerne à distribuição de tensões mais uniforme, quando comparada com juntas de sobreposição. Por outro lado, a sua execução é complexa, uma vez que exige a maquinação do chanfro. Existe no mercado uma panóplia de adesivos de diferentes propriedades, desde adesivos resistentes e frágeis como o Araldite® AV138, os de resistência e ductilidade média como o Araldite® 2015 e ainda aqueles de elevada ductilidade e resistência moderada como o Sikaforce® 7752. Este trabalho teve como objetivo comparar o desempenho à tração dos três adesivos supracitados em juntas tubulares com chanfro (JTC) de alumínio (AW6082-T651), considerando a variação do ângulo de chanfro (α) desde 45° a 3,43°. Primeiramente, através da comparação de ensaios experimentais e análises numéricas de juntas de sobreposição tubulares (JST) com os mesmos adesivos, foi validada a técnica numérica e respetivos parâmetros coesivos. Foi então realizada a análise numérica de modelos de dano coesivo (MDC) nas JTC para analisar as tensões de arrancamento (σy) e as tensões de corte (τxy) na camada de adesivo. Foi também realizada a análise de resistência das juntas, bem como o estudo da energia dissipada para os diferentes adesivos. Verificou-se que as JTC proporcionam uma distribuição de tensõesτxy bastante uniforme ao longo do comprimento de sobreposição, sendo percetível um ligeiro aumento nas suas extremidades especialmente nos adesivos de menor ductilidade. Verificou-se também, a partir da distribuição de tensões σy, que existem picos mais evidentes nas extremidades do comprimento de sobreposição que vão diminuindo para valores de α menores. A diminuição de α provoca um aumento considerável da resistência das juntas, sendo o adesivo Araldite® AV138 aquele que obteve resistência mais elevada.