Validação do método de discretização avançada Natural Neighbour Radial Point Interpolation Method para a previsão de resistência de juntas adesivas - Resende, Bruno Filipe Pinho (2018)
As juntas adesivas, devido aos seus atributos, têm vindo a ter um crescimento bastante significativo na indústria. Estes tipos de ligações apresentam inúmeras vantagens relativamente às ligações mecânicas mais tradicionais, como baixo peso, maior resistência, fiabilidade, possibilidade de unir diferentes materiais, rapidez no fabrico, possibilidade de automatização e distribuições de tensões mais uniformes. Contudo, também apresentam as suas desvantagens, na maior parte dos casos, impossibilidade de desmontagem, fraca resistência ao arrancamento e eventual necessidade de cura a elevadas temperaturas. O comportamento de uma ligação adesiva é condicionado por diferentes variáveis, como por exemplo o tipo de adesivo, o tipo de substrato e respetivas dimensões deste. Relativamente à sua natureza, os adesivos variam de frágeis e rígidos como por exemplo o Araldite® AV138, a dúcteis e menos rígidos, como o caso do adesivo Araldite® 2015. Para além dos mencionados, existem os adesivos de poliuretano que combinam uma elevada resistência e ductilidade, como por exemplo o adesivo SikaForce® 7752. Para a análise de juntas adesivas está a ser cada vez mais utilizado o método de elementos finitos (MEF) que, combinado com critérios ou modelos de dano mais ou menos complexos, pode revelar-se como uma ferramenta fundamental para o projeto de ligações adesivas. Por outro lado, os métodos sem malha emergiram recentemente e têm sido aplicados com sucesso à previsão de resistência de estruturas em geral. No entanto, estes métodos estão muito pouco estudados para a modelação de juntas adesivas. O principal objetivo desta dissertação é a comparação do MEF com o método Natural Neighbour Radial Point Interpolation Method (NNRPIM), considerando diferentes comportamentos de adesivos e geometria de juntas, de forma a validar uma ferramenta que possa ser utilizada de forma universal para dimensionamento. Para este efeito, foram testadas juntas de sobreposição simples (JSS) com os adesivos Araldite® AV138, Araldite® 2015 e SikaForce® 7752 e diferentes comprimentos de sobreposição (LO). A validação foi realizada por comparação direta dos resultados experimentais obtidos nos ensaios, realizados no Laboratório de Ensaios Mecânicos do Instituto Superior de Engenharia do Porto, com os valores numéricos obtidos com recurso a dois softwares, o ABAQUS® e o FEMAS. Concluiu-se que o NNRPIM apresenta alguns problemas associados à necessidade de malhas extremamente refinadas, que levaram a previsões grosseiras das distribuições de tensões. No entanto, as previsões de resistência foram razoáveis comparativamente ao MEF.