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Estudo de juntas adesivas tubulares com defeito: analise experimental e numérica por modelos de dano coesivo
| datacite.subject.fos | Construções Mecânicas | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes | |
| dc.contributor.author | Silva, Tiago Patrício Vieira da | |
| dc.date.accessioned | 2019-07-03T15:40:49Z | |
| dc.date.available | 2019-07-03T15:40:49Z | |
| dc.date.issued | 2018 | |
| dc.description.abstract | O método de união com ligações adesivas é cada vez mais utilizado na conceção de estruturas mecânicas, devido às vantagens significativas que esta técnica fornece em comparação com as ligações tradicionais. De facto, as juntas com ligação adesiva estão sob investigação intensa há bastante tempo. Entre as vantagens, destacam-se a redução de peso e possibilidade de unir diferentes materiais, incluindo compósitos, sem danificar as estruturas a ligar. Os adesivos comerciais variam desde resistentes e frágeis a menos resistentes e dúcteis. Uma nova família de adesivos de poliuretano combina elevada ductilidade com resistência moderada. 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 tubulares são um tipo de geometria particular que é usada para fins próprios, e tem vindo a ser alvo de estudo nomeadamente no que se refere à distribuição de tensões que se desenvolvem na camada adesiva relativamente a vários tipos de esforços, como torção ou tração. Contudo, o efeito de lacunas de adesivo na resistência da junta não é conhecido. O objetivo do trabalho numérico, realizado sobre juntas adesivas tubulares sujeitas a esforços de tração, é comparar o efeito de defeitos na área de ligação em diferentes tipos de adesivos e comprimentos de sobreposição (LO), com juntas sem defeito. Os modelos de juntas tubulares realizadas sem defeito no programa ABAQUS® são consideradas ideais. De modo a validar os resultados numericos obtidos, foram comparadas juntas ideais, com juntas sem defeito realizadas de modo experimental. Para o estudo em questão foram usadas juntas tubulares de sobreposição simples com substratos de alumínio, e três adesivos distintos. Para cada adesivo e defeito foram realizados modelos de juntas com valores de Lo de 20 mm e 40 mm, de modo a obter informação mais realista e ampla do efeito dos defeitos estudados (falha de adesivo com comprimento de 25%, 50% e 75% de LO). 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 modelos de dano coesivo (MDC) constatou-se que a consequência dos defeitos é dependente do adesivo e de LO. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Joining by adhesively-bonded methods is being increasingly used in the design of mechanical structures, because of the significant benefits of this technique compared to the traditional ones. In fact, adhesively-bonded joints are under intense investigation for a long time. Amongst the main advantages are the weight reduction and possibility to bond different materials, including composites, without damaging the parent structures. Commercial adhesives range from strong and brittle to less strong and ductile. A new family of polyurethane adhesives combines high ductility and moderate strength. There are several types of joint configurations available today, the most common of which are single-lap, double-lap and scarf joints. Tubular joints have a geometry that is used in many situations. This design has been subjected to some investigations on the stress distributions that develop in adhesive layer for various types of stress such as torsion or traction. However, the effect of adhesive flaws on the joint strength is not known. The objective of the numerical work, performed on tubular adhesive joints subjected to tensile stresses, is to compare the effect of defects in the bonding area on different types of adhesives and overlap lengths (LO) with non-defective joints. Tubular joint models made without defect in the ABAQUS® program are considered ideal. In order to validate the obtained numerical results of ideal joints, a comparison was made with experimental data. For the study in question, single-lap tubular joints with aluminum substrates and three different adhesives were used. For each adhesive and defect, joints with LO=20 and 40 mm were used to obtain a more realistic and wide information on the effect of the defects studied (adhesive failure with length of 25%, 50% and 75% of LO). With the developed study, it is verified that the type of adhesive plays a fundamental role in the load capacity (Pmax) of the joint. The brittle adhesive shows better performance for lower values of LO, while the ductile adhesives obtain better results for higher values of LO. By the analysis of the numerical values obtained using cohesive zone models, it was verified that the consequence of the defects is dependent of the adhesive and LO used. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202167143 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/14239 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Epóxido | pt_PT |
| dc.subject | Poliuretano | pt_PT |
| dc.subject | Juntas adesivas tubulares | pt_PT |
| dc.subject | Método de Elementos Finitos | pt_PT |
| dc.subject | Modelos de Dano Coesivo | pt_PT |
| dc.subject | Parâmetros geométricos | pt_PT |
| dc.subject | Defeitos na camada adesiva | pt_PT |
| dc.subject | Epoxy | pt_PT |
| dc.subject | Polyurethane | pt_PT |
| dc.subject | Tubular adhesive joints | pt_PT |
| dc.subject | Finite Element Method | pt_PT |
| dc.subject | Cohesive Zone Models | pt_PT |
| dc.subject | Geometric parameters | pt_PT |
| dc.subject | Adhesive defects | pt_PT |
| dc.title | Estudo de juntas adesivas tubulares com defeito: analise experimental e numérica por modelos de dano coesivo | 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 |