Análise numérica e experimental de juntas coladas em duas configurações: junta de cisalhamento simples e junta de carregamento combinado

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Carneiro Neto, Ranulfo Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Bonded joints; Finite elements; Numerical modeling; Single lap joints; Combined loading joint; Juntas coladas; Elementos finitos; Modelagem numérica; Juntas de cisalhamento simples; Junta de carregamento combinado; Juntas (Engenharia); Adesão; Juntas (Engenharia) - Ensaios mecânicos; Juntas (Engenharia) - Modelos matemáticos; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13837

A junção de materiais metálicos utilizando adesivos estruturais têm se tornando um processo cada dia mais utilizado, sendo preferível a outros métodos de fixação como parafusos e rebites em diversas aplicações devido as vantagens oferecidas pela sua aplicação. Destacam-se como principais benefícios das juntas coladas a distribuição mais uniforme de tensões, redução do peso da estrutura, maior resistência a fadiga, além de ser um trabalho realizado a frio. Nessa dissertação foi feita uma análise numérica e experimental de juntas coladas com substratos de aço carbono e adesivo ARC 858 em duas configurações: junta de cisalhamento simples e junta de carregamento combinado. As energias críticas de fratura (𝐺IC e 𝐺IIC)do adesivo estrutural ARC 858 foram medidas através dos ensaios DCB (Double cantil ever beam) e ENF (end notch flexure), respectivamente, sendo utilizados em ambos ensaios o método CBBM (compliance based beam method) para medição das energias. Com as energias críticas de fratura e demais propriedades do ARC 858, medidas através de ensaios destrutivos, procedeu-se com a análise numérica das juntas coladas, recorrendo-se aos modelos de danos coesivos (MDC), os quais permitem a simulação do crescimento do dano em estruturas, utilizados juntamente com o método dos elementos finitos através do software comercial Abaqus. Os experimentos consideraram a variação da área colada, sendo modificados tanto o comprimento como a largura da junta, além da variação da espessura da camada adesiva para as juntas de carregamento combinado. Adicionalmente, foram rompidos corpos de prova colados há cerca de sete anos, sendo os resultados comparados, em uma das configurações, com corpos de prova recentemente colados. Os experimentos foram devidamente modelados através do método dos elementos finitos, obtendo-se boa concordância com os resultados experimentais. Analisando juntas com mesma área colada, de maneira geral as análises confirmaram a preferência por maiores larguras nas juntas de cisalhamento simples, e por maiores alturas nas juntas de carregamento combinado. A resistência mecânica das juntas de carregamento combinado coladas há cerca de sete anos se mostrou próxima das juntas coladas recentemente, considerando a mesma configuração.