Estudo numérico da fratura em modo misto de juntas adesivas pelo ensaio single-leg bending

A utilização de juntas adesivas em aplicações industriais tem vindo a aumentar, em substituição dos métodos tradicionais tais como a soldadura, brasagem e ligações aparafusadas e rebitadas. Este facto deve-se às vantagens que estas oferecem, como o facto de serem mais leves, comportarem-se bem sob c...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Santos, Manuel António da Silva (author)
Format: masterThesis
Language:por
Published: 2017
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/10400.22/9939
Country:Portugal
Oai:oai:recipp.ipp.pt:10400.22/9939
Description
Summary:A utilização de juntas adesivas em aplicações industriais tem vindo a aumentar, em substituição dos métodos tradicionais tais como a soldadura, brasagem e ligações aparafusadas e rebitadas. Este facto deve-se às vantagens que estas oferecem, como o facto de serem mais leves, comportarem-se bem sob cargas cíclicas ou de fadiga, permitirem a ligação de materiais diferentes e apresentarem menores concentrações de tensões. De modo a aumentar a confiança no projeto de estruturas adesivas, é importante conseguir prever com precisão a sua resistência mecânica e respetivas propriedades de fratura (taxa crítica de libertação de energia de deformação à tração, GIC, e corte, GIIC). Estas propriedades estão diretamente relacionadas com a Mecânica da Fratura e são estimadas através de uma análise energética. Para este efeito, distinguem-se três tipos de modelos: modelos que necessitam da medição do comprimento de fenda durante a propagação do dano, modelos que utilizam um comprimento de fenda equivalente e métodos baseados no integral J. Como na maioria dos casos as solicitações ocorrem em modo misto (combinação de tração com corte), é de grande importância a perceção da fratura nestas condições, nomeadamente das taxas de libertação de energia relativamente a diferentes critérios ou envelopes de fratura. Esta comparação permite, por exemplo, averiguar qual o melhor critério energético de rotura a utilizar em modelos numéricos baseados em Modelos de Dano Coesivo. Neste trabalho é realizado um estudo experimental e um numérico utilizando o ensaio Single-Leg Bending (SLB) em provetes colados com três tipos de adesivos, de forma a estudar e comparar as suas propriedades de fratura. Para tal, são aplicados alguns modelos de redução da taxa de libertação de energia de deformação à tração, GI, e corte, GII, enquadrados nos modelos que necessitam da medição do comprimento de fenda e nos modelos que utilizam um comprimento de fenda equivalente. Numa fase posterior, procedeu-se à análise e comparação dos resultados adquiridos durante a fase experimental de GI e GII de cada adesivo. A discussão de resultados foi também feita através da análise dos valores obtidos em diversos envelopes de fratura, no sentido de averiguar qual o critério de rotura mais adequado a considerar para cada adesivo. Em geral, foi obtida uma concordância bastante boa entre métodos de determinação de GI e GII. Nos ensaios numéricos foi possível retratar o comportamento verificado nos ensaios experimentais, tendo sido validados os critérios de propagação escolhidos através da análise dos resultados experimentais.