Modelação numérica de juntas adesivas estruturais com adesivos reforçados com microfibras de vidro

• Autor(a) principal: Rocha, Miguel Araújo da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/19866
• topic: Adesivos; Modificação de adesivos; Método de Elementos Finitos; Modelos de Dano Coesivo; Microfibras de vidro; Adhesive; Adhesive Modification; Finite Element Method; Cohesive Zone Modelling; Glass Microfibers

A tecnologia de ligação através de adesivos estruturais permite a solução de certos problemas associados às técnicas mais tradicionais, tais como as ligações aparafusadas ou rebitadas, soldadura, entre outras. Várias indústrias têm beneficiado deste método de união, como a área do calçado, construção civil ou automóvel. Além destas, a indústria aeronáutica tem sido a principal promotora do desenvolvimento de juntas adesivas estruturais. De facto, existem vários aspetos que fazem com que esta técnica possa ter uma maior aceitação, desde a redução do peso, possibilidade de unir diferentes materiais e, mais especificamente, um melhor comportamento à fadiga ou sob cargas cíclicas. Por serem amplamente utilizados, torna-se obrigatório conhecer certas variáveis inerentes aos adesivos, tais como a tenacidade à tração (GIC) e ao corte (GIIC). Este trabalho abrange a modelação numérica do comportamento de juntas adesivas estruturais com adesivos reforçados com microfibras de vidro. As juntas adesivas estão sujeitas, principalmente, a tensões de corte e arrancamento, podendo sofrer variações consideráveis ao longo do comprimento de sobreposição. Desta forma, é necessário prever o comportamento das tensões por métodos numéricos. Realizaram-se os ensaios Double-Cantilever Beam (DCB) e End-Notched Flexure (ENF) para a caracterização à tração e ao corte, respetivamente, pretendendo-se assim a conceção de leis coesivas do adesivo com variadas concentrações de microfibras de vidro. Estas leis serão utilizadas em modelos numéricos usando Modelos de Dano Coesivo (MDC), para a previsão do comportamento e resistência das juntas adesivas. O estudo incide no efeito que a adição de microfibras de vidro possa ter na variação de GIC e GIIC do adesivo em questão, ou seja, o SikaForce® 803. São analisados os resultados de parâmetros como a força máxima (Pmáx), o deslocamento máximo (δmáx) e o deslocamento da força máxima (δPmáx). As concentrações mássicas de fibra de vidro consideradas são 0%, 0,15%, 0,35% e 0,55%. Posteriormente, realizou-se uma análise da sensibilidade de parâmetros coesivos com o objetivo de perceber a influência que estes possam ter sobre o comportamento dos modelos numéricos em questão. Após a obtenção das curvas numéricas P-δ e respetiva comparação com as curvas experimentais, observou-se que estas revelavam uma aproximação razoável. Mais pormenorizadamente, os valores obtidos através do MDC triangular exibiram uma rigidez bastante semelhante aos valores obtidos através dos ensaios experimentais (especialmente o ensaio DCB), juntamente com Pmáx e δΡmáx.