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Previsão da resistência de juntas compósitas curvas com ressalto sujeitas a pressão interior
| dc.contributor.advisor | Campilho, Raul Duarte Salgueiral Gomes | |
| dc.contributor.author | Ferreira, Pedro Agostinho da Rocha | |
| dc.date.accessioned | 2022-02-11T12:23:11Z | |
| dc.date.available | 2022-02-11T12:23:11Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.description.abstract | Atualmente, a ligação adesiva tem um papel cada vez maior na indústria, resultado das vantagens que este tipo de ligação apresenta quando comparado com ligações mais tradicionais. Entre estas vantagens destacam-se a redução de peso e facilidade de aplicação do adesivo, o que permite a redução de tempo de fabrico e custo, bem como a capacidade de unir diferentes materiais sem danificar a estrutura a ligar. O mercado de adesivos apresenta diversas soluções, desde adesivos mais resistentes e frágeis, como o Araldite® AV138, ou adesivos menos resistentes, mas dúcteis, como o Araldite® 2015. Tem ainda surgido uma nova família de adesivos de poliuretano, que é capaz de conciliar elevada resistência e ductilidade, como o Sikaforce® 7752. A presente dissertação compara o desempenho dos adesivos acima mencionados em juntas de ressalto curvas com substratos em compósito de matriz epóxida reforçada com fibras de carbono e sujeitas a pressão interior, considerando a variação dos seguintes parâmetros geométricos: comprimento de sobreposição (Lo), curvatura dos aderentes (R) e espessura dos aderentes (tp). A análise da previsão da resistência das juntas foi feita através do Método de Elementos Finitos (MEF) e Modelos de Dano Coesivo (MDC). Este estudo recaiu sobre as tensões de corte (xy) e tensões de arrancamento (y) na camada de adesivo, o dano correspondente, a resistência da junta e a energia dissipada (U). O método numérico foi validado com resultados positivos, através da comparação de dados numéricos e experimentais de juntas de sobreposição simples. Através da análise do método numérico verificou-se que o parâmetro tp produziu um maior efeito no desempenho das juntas adesivas, principalmente na resistência da ligação. Um aumento de tp resultou na diminuição acentuada da resistência. Verificou-se também que o aumento de Lo resulta no aumento das variáveis em estudo. No entanto, este aumento apresenta um comportamento logarítmico, logo quanto mais o Lo é aumentado, menor efeito tem no aumento do desempenho da junta. Relativamente aos adesivos, de modo geral o Araldite® 2015 apresentou melhor desempenho, seguido do Sikaforce® 7752. De facto, o adesivo Sikaforce® 7752 apresentou uma resistência mais elevada para tp maiores. O adesivo Araldite® AV138 um desempenho relativamente mais baixo, já que apresentou resultados praticamente constantes independentemente da variação dos parâmetros. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Nowadays, the adhesive bonding method plays an increasingly predominant role across all industry. This comes from the advantages that this bonding method presents when compared to more traditional ones, such as mechanical fastening or welding. Among the advantages provided by the use of adhesives are the reduction in weight and the ease of application of the adhesive, which allows a reduction in manufacturing time and cost. The versatility of the adhesive also stands out since it allows joining different materials without damaging the structure to be bonded. The adhesives’ market presents several solutions, from stronger and brittle adhesives, such as the Araldite® AV138, to less strong but ductile adhesives, such as the Araldite® 2015. A new family of polyurethane adhesives has also emerged, which is able to bring together high strength and ductility, as it is the case of the Sikaforce® 7752. The present dissertation compares the performance of the three aforementioned adhesives in curved joggle lap joints with carbon fiber reinforced epoxy matrix composite adherends and subjected to internal pressure, considering the variation of the following geometric parameters: overlap length (Lo), adherends’ radius of curvature (R) and adherend thickness (tp). The analysis of the joint strength prediction was done using the Finite Element Method (FEM) and Cohesive Zone Models (CZM). This study focused on the shear (xy) and peel stresses (y) in the adhesive layer, the corresponding damage, the joint strength, and the energy dissipated (U). The numerical method was validated with positive results by comparing numerical and experimental data from single lap joints. Through the numerical analysis, it was found that the parameter tp produced a higher effect on the performance of the adhesive joints, mainly on the bond strength. An increase in tp resulted in a heavy decrease in joint strength. It was also found that an increase in Lo results in an increase in all the variables under study. However, this increase exhibits a logarithmic behavior, which indicates that the more Lo is increased, the less effect it has on increasing joint performance. Regarding the adhesives, in general, the Araldite® 2015 presented the best performance, followed by the Sikaforce® 7752. In fact, the Sikaforce® 7752 adhesive even showed higher strength for larger tp. The adhesive Araldite® AV138 showed a relatively lower performance, since it presented quite constant results regardless of the parameter variation. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202797082 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/19936 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Juntas adesivas | pt_PT |
| dc.subject | Juntas curvadas | pt_PT |
| dc.subject | Juntas com ressalto | pt_PT |
| dc.subject | Material compósito reforçado a fibras de carbono | pt_PT |
| dc.subject | Método de elementos finitos | pt_PT |
| dc.subject | Modelos de dano coesivo | pt_PT |
| dc.subject | Adhesive Joints | pt_PT |
| dc.subject | Curved joints | pt_PT |
| dc.subject | Joggle lap joints | pt_PT |
| dc.subject | Composite material reinforced with carbon fibers | pt_PT |
| dc.subject | Finite Element Method | pt_PT |
| dc.subject | Cohesive Zone Models | pt_PT |
| dc.title | Previsão da resistência de juntas compósitas curvas com ressalto sujeitas a pressão interior | 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 - Construções Mecânicas | pt_PT |