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Modelação de juntas adesivas por modelos de dano coesivo utilizando o método direto
| datacite.subject.fos | Materiais e Tecnologias de Fabrico | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes | |
| dc.contributor.author | Carvalho, Ulisses Tiago Ferreira | |
| dc.date.accessioned | 2016-06-01T16:00:19Z | |
| dc.date.available | 2016-06-01T16:00:19Z | |
| dc.date.issued | 2016 | |
| dc.description.abstract | A utilização de adesivos hoje em dia encontra-se de tal forma disseminada que é transversal a diversos setores do mercado, como a indústria aeroespacial, aeronáutica, automóvel e do desporto. De facto, o uso de ligações adesivas em estruturas mecânicas tem vindo a crescer, na medida em que estes têm substituído os métodos de ligação convencionais, tais como brasagem, rebitagem, ligações aparafusadas e soldadura. No geral, as ligações adesivas apresentam diversas vantagens, desde a diminuição do peso, redução da concentração de tensões, facilidade de fabrico, bom comportamento a solicitações cíclicas e capacidade de unir materiais dissimilares. O crescente interesse da indústria nas ligações adesivas tem por base o aumento da confiabilidade nos métodos de previsão de resistência de estruturas adesivas. Neste contexto surgem os Modelos de Dano Coesivo, que permitem simular o crescimento do dano em estruturas, após introdução das leis coesivas previamente estimadas nos modelos numéricos. Uma das fases mais importantes neste método de previsão é a estimativa das leis coesivas em tração e corte, pelo que se torna de grande relevância a existência e validação de métodos precisos para a obtenção destas leis. Este trabalho visa a validação de leis coesivas em tração e corte, estimadas pela aplicação do método direto, na previsão da resistência de juntas com geometria de solicitação mista. Neste âmbito, ensaiaram-se JSS e JSD com diferentes comprimentos de sobreposição e com adesivos de diferente ductilidade. Foram considerados os adesivos Araldite® AV138, de elevada resistência e baixa ductilidade, o Araldite® 2015, de moderada ductilidade e resistência intermédia, e o SikaForce® 7752, de baixa resistência e elevada ductilidade. As leis coesivas em modo puro serviram de base para a criação de leis simplificadas triangulares, trapezoidais e linearesexponenciais, que foram testadas para cada um dos adesivos. A validação das mesmas consumou-se por comparação das previsões numéricas com os resultados experimentais. Procedeu-se também a uma análise de tensões de arrancamento e de corte no adesivo, de modo a compreender a influência das tensões na resistência das juntas. A utilização do método direto permitiu obter previsões de resistência bastante precisas, indicando as formas de leis coesivas mais adequadas para cada conjunto adesivo/geometria de junta. Para além disso, para as condições geométricas e materiais consideradas, este estudo permitiu concluir que não se cometem erros significativos na escolha de uma lei menos adequada. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Nowadays, the use of adhesives is widespread in such a manner that it covers different market sectors, such as the aerospace, aeronautic, automotive and sports industries. In fact, the use of adhesive bonds in mechanical structures has been growing in the replacement of conventional bonding methods such as brazing, riveting, fastening and welding. In general, adhesive bonds offer several advantages, such as the weight reduction, reduction of stress concentrations, easy fabrication, good fatigue behaviour and possibility to join dissimilar materials. The industry´s growing interest in adhesive bonds is based on the increased reliability of the strength prediction methods to adhesive structures. In this context, Cohesive Zone Models are available, which allow simulating damage growth in structures, after introduction of previously estimated cohesive laws in numerical models. One of the most important stages of this predictive method is the estimation of the tensile and shear cohesive laws; so it is highly important the existence and validation of accurate methods for obtaining these laws. This work aims the validation of tensile and shear cohesive laws, estimated by the application of the direct method, in order to predict the failure of bonded joints under mixed-mode loading. In this context, single and double-lap joints were tested with different overlap lengths and adhesives with distinct ductility. The adhesives Araldite® AV138, which reveals high strength and low ductility, the Araldite® 2015, a moderate ductility and intermediate strength adhesive and the SikaForce® 7752, with low strength and high ductility, were considered. The cohesive laws in pure modes enabled obtaining simplified cohesive laws with triangular, trapezoidal and linear-exponential hapes, which were tested for each one of the adhesives. The validation of the referred cohesive law shapes was accomplished by comparing the numerical predictions with the experimental tests. A peel and shear stress analysis in the adhesive was also performed, in order to understand the influence of stresses on the joints’ strength. The use of the direct method allowed obtaining accurate strength predictions, providing the most adequate cohesive law shape for each set of adhesive/joint geometry. Moreover, for the considered geometric and material conditions, this study allowed concluding that no significant errors are committed by choosing a less suitable law. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 201173409 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/8282 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Ligações adesivas | pt_PT |
| dc.subject | Adesivos estruturais | pt_PT |
| dc.subject | Modelos de dano coesivo | pt_PT |
| dc.subject | Método direto | pt_PT |
| dc.subject | Juntas de sobreposição simples | pt_PT |
| dc.subject | Juntas de sobreposição dupla | pt_PT |
| dc.subject | Leis coesivas | pt_PT |
| dc.subject | Adhesive bonds | pt_PT |
| dc.subject | Structural adhesives | pt_PT |
| dc.subject | Cohesive zone models | pt_PT |
| dc.subject | Direct method | pt_PT |
| dc.subject | Single-lap joints | pt_PT |
| dc.subject | Double-lap joints | pt_PT |
| dc.subject | Cohesive laws | pt_PT |
| dc.title | Modelação de juntas adesivas por modelos de dano coesivo utilizando o método direto | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica | pt_PT |