Estudo do efeito do material dos aderentes em juntas adesivas tubulares sujeitas a esforços de tração

• Autor(a) principal: Gomes, César Filipe Ferreira
• 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/10400.22/20689
• 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

As ligações adesivas são frequentemente utilizadas em diversas indústrias, uma vez que oferecem vantagens significativas relativamente a outras técnicas de união como a soldadura ou ligações aparafusadas. Até à data, foram apuradas vantagens como a redução do peso, a capacidade de colar e vedar simultaneamente e unir materiais dissimilares sem danificar as suas estruturas. Existem diferentes geometrias de juntas adesivas, nomeadamente juntas tubulares, onde um tubo de diâmetro inferior é introduzido num tubo com diâmetro superior, de forma a criar uma junta tubular de sobreposição. Este tipo de juntas confere à ligação elevado rácio resistência/peso, diminui a concentração e apresenta boa resistência à corrosão. A presente dissertação compara numericamente o desempenho dos adesivos Araldite® AV138, Araldite® 2015 e SikaForce® 7752 em juntas tubulares de sobreposição com aderentes de CFRP (Polímero Reforçado com Fibra de Carbono), alumínio AW 6082- T651 e aço DIN 55Si7, considerando a variação dos parâmetros geométricos da junta, nomeadamente o comprimento de sobreposição (LO) de 10, 20 e 40 mm. A dimensão total da junta, a geometria do substrato e as espessuras dos tubos interiores (tSI) e exteriores (tSE) foram mantidos ao longo do desenvolvimento do trabalho realizado. A análise numérica, realizada no software ABAQUS® com recurso a modelos de dano coesivo (MDC), foi inicialmente validada por comparação com dados experimentais obtidos em trabalhos anteriores. O trabalho numérico desenvolvido permitiu obter as tensões de arrancamento (σy) e as de corte (τxy) na camada adesiva com recurso a modelos puramente elásticos. De seguida, por MDC foi analisada a variável de propagação de dano (stiffness degradation ou SDEG) e foi realizada uma previsão da resistência e energia dissipada das juntas adesivas tubulares. Após diversos ensaios realizados concluiu-se que a rigidez do material e do adesivo influenciam proporcionalmente a resistência da junta adesiva. Nos ensaios realizados nesta dissertação, a junta composta por aderentes de aço DIN 55Si7 e o adesivo Araldite® AV138, apresenta valores de carga máxima superiores.