Utilização do Método de Elementos Finitos eXtendido para a previsão da resistência de juntas adesivas de chanfro interior

• Autor(a) principal: Araújo, Inês Rafaela Santos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/24955
• topic: Adhesive joints; Structural adhesive; Scarf joints; Numerical modelling; Strength prediction; Extended Finite Element Method; Cohesive Zone Models; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia

As juntas adesivas são cada vez mais utilizadas em diversos setores industriais e, dependendo da aplicação, diferentes tipos de configurações podem ser considerados. A configuração de junta mais comum e estudada academicamente é a junta de sobreposição simples. No entanto, existem outras configurações como a junta de chanfro interior que, embora possua alguma complexidade no processo de fabrico, obtém uma melhor distribuição de tensões quando comparada com juntas de sobreposição simples e dupla. Apesar de as juntas de chanfro interior já se encontrarem estudadas na literatura, a quantidade de estudos que analisam diferentes geometrias e adesivos ainda é escassa, assim como a validação de técnicas numéricas robustas e fiáveis para projeto de estruturas com este tipo de juntas, que permitam a sua aplicação em projetos estruturais. Este trabalho tem como objetivo o estudo numérico paramétrico de juntas adesivas de chanfro interior à tração com diferentes adesivos (Araldite® AV138, Araldite® 2015 e Sikaforce® 7752) e diferentes ângulos de inclinação ou  (3,43°, 10°, 15°, 20°, 30° e 45°) pelo Método de Elementos Finitos eXtendido (MEFX). Inicialmente, são descritos os resultados experimentais, obtidos num trabalho anterior, para efeitos de validação dos resultados numéricos obtidos. O trabalho numérico desenvolvido inclui a análise dos modos de rotura, distribuição de tensões de arrancamento e de corte no adesivo no regime elástico, distribuição da variável de dano, resistência das juntas e energia dissipada na rotura. É também efetuada uma comparação dos resultados de Modelos de Dano Coesivo (MDC) obtidos num trabalho anterior. Com o trabalho realizado, observou-se a coerência dos resultados numéricos com os experimentais, com destaque para a resistência das juntas em função do ângulo de chanfro interior. Constatou-se que as juntas com =3,43° apresentam os melhores resultados de resistência à tração das juntas. Contrariamente, as juntas com =45° são as que apresentam o valor inferior de resistência. Ao comparar os três adesivos estudados, o adesivo Araldite® AV138 apresenta o melhor comportamento à tração, independentemente do valor de . O adesivo Sikaforce® 7752, devido à sua baixa resistência, é aquele que, nas diferentes condições geométricas, apresenta o valor de resistência à tração inferior. A comparação com os valores de MDC mostrou resultados semelhantes. Em função dos resultados obtidos, considerou-se que o MEFX é uma ferramenta que pode ser usada com precisão para efeitos de projeto de juntas adesivas de chanfro interior.