Estudo comparativo de diferentes adesivos estruturais ao arrancamento pelo floating roller peel test

• Autor(a) principal: Nóbrega, João Bonifácio Sousa
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/21722
• topic: Juntas adesivas; Ensaios mecânicos; Ensaios de arrancamento; Floating roller peel test; Método de elementos finitos; Modelos de dano coesivo; Adhesive joints; Mechanical tests; Peel tests; Floating roller peel test; Finite Element Method; Cohesive zone models

A evolução tecnológica dos materiais permitiu a conceção de materiais mais robustos e leves. Por outro lado, os métodos de ligação tradicionais (como a soldadura e a ligação aparafusada) têm vindo a ser substituídos por métodos de ligação mais eficientes, de menor custo e de maior rendimento mecânico, como é o caso das ligações adesivas. Este é um método de ligação vantajoso, pelo que é útil analisar o seu comportamento em diversos materiais. Os ensaios de caracterização ao arrancamento (peel tests) são amplamente utilizados para a determinação da resistência ao arrancamento em juntas adesivas, tendencialmente realizados em aderentes flexíveis de baixa espessura. Para a parametrização desta propriedade são utilizados vários métodos de ensaio, como o ensaio floating roller peel test, climbing drum peel test, ensaios de arrancamento a 90° e 180°, e T-peel test. No entanto, a adequabilidade de diferentes tipos de adesivos neste tipo de ensaios ainda se encontra relativamente limitada, tal como a sua modelação numérica eficiente e precisa, necessária para a compreensão dos fenómenos mecânicos dos respetivos ensaios. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento ao arrancamento e os modos de rotura dos adesivos estruturais Araldite® AV138, Araldite® AW4858, Araldite® 2015 e Sikaforce® 7752 em aderentes de alumínio AW 6082-T651, através da utilização da configuração de ensaio floating roller peel test. Para este efeito, foi calculada a resistência ao arrancamento de cada ensaio, dada pelo rácio entre a força de tração e a largura da junta, o que permitiu comparar o desempenho dos diferentes adesivos a esta solicitação. Adicionalmente, foi desenvolvido um modelo numérico do ensaio, incluindo uma representação precisa do ensaio numérico, com a utilização de roletes rígidos para promover o suporte do provete, enquanto a extremidade flexível deste é solicitada, e estipuladas condições de contacto adequadas ao ensaio. Considerou-se também a utilização de modelos de dano coesivo (MDC) para modelação da propagação da fenda na camada de adesivo. Foi possível comparar os resultados numéricos obtidos com os resultados experimentais e criar uma base de modelação e validação das propriedades obtidas dos ensaios experimentais, por comparação com os resultados da análise numérica. Através do ensaio floating roller peel test foi possível obter uma avaliação comparativa entre os diferentes adesivos estudados, com valores de resistência ao arrancamento enquadrados no expectável para adesivos estruturais. Os modelos numéricos reproduziram de forma aceitável os ensaios experimentais.