Estudo de diferentes critérios de iniciação e propagação de dano na modelação de juntas adesivas de chanfro interior pelo método de elementos finitos extendido
Autor(a) principal: | |
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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/10400.22/21503 |
Resumo: | Existem inúmeras aplicações para ligações adesivas que são utilizados em vários setores da indústria, desde a aerospacial à do calçado. No setor aeroespacial e aeronáutico a sua utilização é de extrema importância, já que é possível obter ligações resistentes, leves e capazes de resistir à corrosão. Existem diversos fatores que condicionam o comportamento de uma junta adesiva. Assim, há necessidade de avaliar o impacto desses principais fatores na resistência da ligação, como o tipo de adesivo (frágil, dúctil ou na transição de ambos) e o comprimento de sobreposição (L0). Por outro lado, as juntas de chanfro interior encontram aplicação em estruturas de alta responsabilidade, incluindo estruturas compósitas, devido à sua grande eficiência. Neste caso, um dos parâmetros geométricos mais relevantes é o ângulo de inclinação do chanfro (). O principal objetivo desta dissertação é realizar um estudo para estimar o comportamento mecânico de juntas adesivas com chanfro interior em função de e do tipo de adesivo. Desta forma, foi realizado um estudo experimental e numérico de juntas de chanfro interior pelo Método de Elementos Finitos eXtendido (MEFX), nas quais são aplicados diferentes adesivos como o Araldite® AV138, o Araldite® 2015 e o SikaForce® 7888. Foram utilizadossubstratos de alumínio (AW6082-T651) em juntas com diferentes valores de , sendo sujeitas a esforços de tração, de forma a avaliar o seu desempenho e validar a aplicabilidade do MEFX para efeitos de previsão de resistência. Assim sendo, os valores obtidos experimentalmente e numericamente foram comparados para cada um dos adesivos e no sentido de validar o método numérico MEFX para determinação do comportamento mecânico das juntas adesivas. Os resultados obtidos no âmbito deste trabalho permitiram de forma clara validar que o método numérico MEFX devolve resultados muito próximos dos obtidos experimentalmente. |
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Estudo de diferentes critérios de iniciação e propagação de dano na modelação de juntas adesivas de chanfro interior pelo método de elementos finitos extendidoJunta adesivaAdesivos estruturaisJunta de chanfro interiorModelo de dano coesivoMétodo de elementos finitos extendidoAdhesive jointStructural adhesivesScarf jointCohesive zone modelseXtended finite element methodExistem inúmeras aplicações para ligações adesivas que são utilizados em vários setores da indústria, desde a aerospacial à do calçado. No setor aeroespacial e aeronáutico a sua utilização é de extrema importância, já que é possível obter ligações resistentes, leves e capazes de resistir à corrosão. Existem diversos fatores que condicionam o comportamento de uma junta adesiva. Assim, há necessidade de avaliar o impacto desses principais fatores na resistência da ligação, como o tipo de adesivo (frágil, dúctil ou na transição de ambos) e o comprimento de sobreposição (L0). Por outro lado, as juntas de chanfro interior encontram aplicação em estruturas de alta responsabilidade, incluindo estruturas compósitas, devido à sua grande eficiência. Neste caso, um dos parâmetros geométricos mais relevantes é o ângulo de inclinação do chanfro (). O principal objetivo desta dissertação é realizar um estudo para estimar o comportamento mecânico de juntas adesivas com chanfro interior em função de e do tipo de adesivo. Desta forma, foi realizado um estudo experimental e numérico de juntas de chanfro interior pelo Método de Elementos Finitos eXtendido (MEFX), nas quais são aplicados diferentes adesivos como o Araldite® AV138, o Araldite® 2015 e o SikaForce® 7888. Foram utilizadossubstratos de alumínio (AW6082-T651) em juntas com diferentes valores de , sendo sujeitas a esforços de tração, de forma a avaliar o seu desempenho e validar a aplicabilidade do MEFX para efeitos de previsão de resistência. Assim sendo, os valores obtidos experimentalmente e numericamente foram comparados para cada um dos adesivos e no sentido de validar o método numérico MEFX para determinação do comportamento mecânico das juntas adesivas. Os resultados obtidos no âmbito deste trabalho permitiram de forma clara validar que o método numérico MEFX devolve resultados muito próximos dos obtidos experimentalmente.There are numerous applications for adhesive bonds, which are used in various industry sectors, from aerospace to footwear. In the aerospace and aeronautics sector, its use is extremely important, as it is possible to obtain strong and light connections, capable of resisting corrosion. There are several factors that affect the behavior of an adhesive joint. Thus, there is a need to assess the impact of these main factors on the bond strength, such as the type of adhesive (brittle, ductile or transition of both) and the overlap length (L0). On the other hand, scarf joints find application in high-responsibility structures, including composite structures, due to their high efficiency. In this case, one of the most relevant geometric parameters is the scarf angle (). The main objective of this dissertation is to carry out a study to estimate the mechanical behavior of scarf adhesive joints as a function of and the type of adhesive. Thus, an experimental and numerical study of scarf joints was carried out using the Extended Finite Element Method (XFEM), in which different adhesives such as the Araldite® AV138, the Araldite® 2015 and the SikaForce® 7888 were applied. Aluminum (AW6082- T651) adherends were used in joints with different , being subjected to a tensile load, in order to evaluate their performance and validate the applicability of the XFEM for the purposes of strength prediction. Therefore, the values obtained experimentally and numerically were compared for each of the adhesives and in order to validate the XFEM numerical method for determining the mechanical behavior of adhesive joints. The results obtained in the scope of this work allowed to clearly validate that the XFEM numerical method returns results very close to those obtained experimentally.Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoPinheiro, Guilherme José Costa2023-01-13T12:22:39Z20222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/21503TID:203112776porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-03-13T13:17:21Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/21503Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T17:41:33.873107Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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