Estudo paramétrico numérico de juntas adesivas tubulares sujeitas a esforços de tração

• Autor(a) principal: Ferreira, Luís Rafael Faria
• 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/10400.22/11877
• topic: Epóxido; Poliuretano; Juntas adesivas tubulares; Método de Elementos Finitos; Modelos de Dano Coesivo; Parâmetros geométricos; Epoxy; Polyurethane; Tubular adhesive joints; Finite Element Method; Cohesive Zone Models; Geometric parameters; Construções mecânicas

O método de união com ligações adesivas está cada vez mais a ser utilizado na conceção de estruturas mecânicas, por causa das vantagens significativas desta técnica em comparação com as ligações tradicionais. De facto, as juntas com ligação adesiva estão sob investigação intensa há bastante tempo. Entre as vantagens, destaca-se a redução de peso e possibilidade de unir diferentes materiais, incluindo compósitos, sem danificar as estruturas a ligar. Os adesivos comerciais variam desde resistentes e frágeis (por exemplo, Araldite® AV138) a menos resistentes e dúcteis (por exemplo, Araldite® 2015). Uma nova família de adesivos de poliuretano combina elevada resistência e ductilidade (por exemplo, Sikaforce® 7752). Esta dissertação compara o desempenho à tração dos três adesivos supracitados, em juntas tubulares de alumínio (AW6082-T651), considerando a variação dos parâmetros geométricos principais e alteração geométrica das mesmas. Os parâmetros principais são o comprimento de sobreposição (LO) e a espessura dos tubos interior e exterior (tSI e tSE, respetivamente). As alterações geométricas consistem na consideração da existência de um chanfro exterior dos aderentes, chanfro interior dos aderentes e na adição de um filete de adesivo nas extremidades de LO. A análise numérica de modelos de dano coesivo (MDC) foi realizada para analisar as tensões de arrancamento (σy) e as de corte (τxy) na camada adesiva e para avaliar a capacidade MDC na previsão da resistência da junta. O estudo paramétrico numérico em juntas adesivas tubulares demonstra que não se dão alterações significativas na resistência das mesmas relativamente à aplicação de chanfro externo ou interno dos aderentes ou de filete de adesivo. Por outro lado, verifica-se um acréscimo considerável de Pmáx com o aumento de LO, sendo que as juntas com o Araldite® 2015 são as que apresentam a resistência mais elevada. As juntas adesivas com menor resistência são as que utilizam o SikaForce® 7752. Estes resultados repetem-se considerando a variação crescente de tSI e tSI-tSE. O aumento do valor de tSE provoca um aumento considerável de Pmáx para o Araldite® 2015 mas que estabiliza rapidamente para valores de tSE reduzidos. Relativamente ao Araldite® AV135 não se observam melhorias na resistência das juntas e, no que toca às do SikaForce® 7752, conclui-se que o aumento de tSE prejudica o seu desempenho, uma vez que ocorre uma redução gradual de Pmáx.