Análise numérica de juntas adesivas em degrau pelo Método de Elementos Finitos Extendido

• Autor(a) principal: Machado, Rui Manuel Dias
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/11884
• topic: Método de Elementos Finitos; Método de Elementos Finitos Extendido; Junta adesiva; Junta em degrau; Adesivo estrutural; Finite Element Method; Extended Finite Element Method; Adhesive joint; Step joint; Structural Adhesive; Construções mecânicas

Atualmente, as ligações adesivas têm vindo a ser utilizadas em várias áreas, com mais frequência nos últimos anos. Estas ligações apresentam vantagens em relação a outros métodos como a soldadura. As vantagens que se destacam são obviamente a redução significativa do peso, bem como a redução de concentração de tensões. Para a previsão da resistência das juntas, recorre-se frequentemente a técnicas da Mecânica da Fratura. A tenacidade à tração (GIC) e ao corte (GIIC) são dois dos parâmetros mais importantes para a previsão do comportamento da junta. Em relação aos adesivos, estes dividem se em dois grupos, os frágeis e os dúcteis. O Método de Elementos Finitos (MEF) tem vindo a ser usado nas últimas décadas, pois este método é bastante mais rápido na análise da resistência da junta. Mais recentemente, surgiu o Método de Elementos Finitos Extendido (MEFX), que também pode ser utilizado para prever o comportamento das juntas, carecendo, no entanto, da validação para este efeito. Esta dissertação tem como principal objetivo a previsão do comportamento de juntas em degrau usando o MEFX, com diferentes comprimentos de sobreposição (LO). Para análise foram usados três adesivos, Araldite® AV138, Araldite® 2015 e Sikaforce® 7752, cujas propriedades são bastante diferentes. Para comparação deste trabalho numérico, foram usados os dados experimentais da dissertação de Silva [1]. As tensões de corte e arrancamento dos adesivos foram analisadas, o que possibilita uma análise do comportamento dos diferentes adesivos em diferentes condições. Para a análise usaram-se diferentes critérios de iniciação de dano usando as tensões e deformações. Também se considerou a análise da lei de dano, nomeadamente as leis linear e exponencial de propagação de dano. O MEFX revelou ser adequado para previsão da resistência das juntas utilizando os critérios QUADS e MAXS, onde apresenta resultados bastante precisos.