Estudo de juntas adesivas em degrau: análise experimental e numérica por modelos de dano coesivo - Silva, João Osvaldo de Sousa e (2018)
As ligações adesivas são atualmente a técnica de união que mais se tem generalizado em diversos sectores industriais como automóvel, aeroespacial, construção civil, mobiliário e aeronáutico, entre outros. De facto, a utilização de adesivos estruturais em construções mecânicas tem verificado um enorme crescimento, pois esta técnica tem vindo a substituir os métodos de ligação convencionais tais como brasagem, rebitagem, ligações aparafusadas e soldadura. A utilização de adesivos estruturais é um processo especialmente adequado na obtenção de estruturas leves, devido a um conjunto interessante de atributos, que vem solucionando as necessidades até então existentes em termos de processos produtivos, fazendo com que esta técnica seja cada vez mais competitiva. Hoje em dia existem vários tipos de configurações de junta disponíveis, sendo que as mais comuns são as de sobreposição simples, sobreposição dupla e de chanfro. As juntas em degrau são um tipo de geometria particular que tem vindo a ser alvo de estudo nomeadamente no que se refere à distribuição de tensões que se desenvolvem na camada adesiva. Contudo, as características deste tipo de configuração ainda não são totalmente conhecidas. O trabalho experimental e numérico realizado tem como objetivo avaliar o desempenho à tração de juntas adesivas em degrau, em função do tipo de adesivo utilizado. Para o efeito foram testados três tipos de adesivos, o adesivo frágil Araldite® AV138, o adesivo moderadamente dúctil Araldite® 2015 e o adesivo dúctil Sikaforce® 7752. Igualmente, foi considerada a variação do valor do comprimento de sobreposição (LO) da junta para posterior análise da sua influência na resistência. No âmbito do trabalho numérico desenvolvido, foram executas análises pelo método de elementos finitos (MEF) convencional na obtenção da distribuição de tensões de arrancamento (σy) e de corte τxy) que se desenvolvem na camada adesiva. Com recurso a modelos de dano coesivo (MDC) foi realizado o estudo dos modos de rotura e da evolução da variável de dano durante o processo de dano. Foi também alvo de análise a capacidade dos MDC na realização de previsão da resistência da junta. Com o estudo desenvolvido, verifica-se que o tipo de adesivo desempenha um papel fundamental no que diz respeito à capacidade de carga (Pmáx) da junta, sendo que o adesivo frágil mostra melhor desempenho para menores valores de LO, enquanto os adesivos dúcteis obtêm melhores resultados para maiores valores de LO. Pela análise dos valores numéricos obtidos com recurso aos MDC constatou-se que estes revelam uma boa capacidade na determinação do comportamento das juntas.