Modelação numérica de juntas adesivas sujeitas ao impacto por modelos de dano coesivo

• Autor(a) principal: Arnaud, Manuel Fernandes Torres Dias
• 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/10400.22/18171
• topic: Junta de sobreposição dupla; Adesivos estruturais; Junta adesiva; Método de Elementos Finitos; Impacto; Ensaios experimentais; Double-lap joint; Structural adhesive; Adhesive joint; Finite Element Method; Impact; Experimental tests

Ao longo da evolução tecnológica e devido à necessidade de várias indústrias, as ligações adesivas têm sido cada vez mais utilizadas. Este aumento da procura deve-se às vantagens significativas que as juntas adesivas apresentam em relação aos métodos convencionais tais como soldadura, ligações rebitadas e aparafusadas. As ligações adesivas permitem a redução de concentrações de tensões, redução de peso e maior facilidade de fabrico. Devido à utilização crescente destas juntas, é necessária a existência de ferramentas que tornem possível a previsão da resistência dessas mesmas ligações com um grau de precisão elevado. Neste domínio o Método de Elementos Finitos (MEF) é capaz de prever o comportamento da junta. Por outro lado, em muitos casos reais, as juntas adesivas são sujeitas a cargas dinâmicas, como por exemplo impacto, pelo que se torna relevante a existência e validação de técnicas numéricas de previsão de resistência nestas condições de carregamento. Nesta tese é apresentado um estudo experimental e numérico pelo MEF de juntas de sobreposição simples, fabricadas com um adesivo frágil e rígido (Araldite®️ AV138) e outro de elevada flexibilidade e ductilidade (Sikaforce®️ 7752). Para a construção das juntas foram considerados aderentes de compósito, denominado por plástico reforçado a fibra de carbono (PRFC). Foram consideradas juntas adesivas com diferentes comprimentos de sobreposição, submetidas a esforços de impacto, de modo a avaliar o seu desempenho. No estudo experimental, utilizou-se uma máquina de drop-test para submeter os provetes fabricados ao ensaio de impacto a uma energia cinética de impacto pré-estabelecida. A análise numérica foi baseada no MEF e em modelos de dano coesivo (MDC) e permitiu obter a distribuição de tensões na camada adesiva, a resistência da junta e a energia absorvida. Com a comparação dos valores numéricos aos obtidos experimentalmente é possível validar os estudos numéricos para este tipo de solicitações dinâmicas. Para este caso de estudo a técnica de MDC foi validada de forma positiva para o cálculo da resistência de juntas adesivas ao impacto. Além disto, verificou-se a influência do adesivo em estudo e do comprimento de sobreposição.