Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesMacedo, Armando Filipe Lopes de2021-07-082021-07-082020http://hdl.handle.net/10400.22/18114É um facto que, desde o início do seculo XX, os adesivos têm sido cada vez mais utilizados, nas mais diversas indústrias, e até substituindo outros métodos de ligação mecânica, como por exemplo as ligações aparafusadas e rebitadas. Atualmente a utilização de adesivos é imprescindível, devido às claras vantagens que a utilização de ligações adesivas traz às aplicações, como é o caso do bom comportamento sob cargas cíclicas ou fadiga, ou a redução de peso de toda a estrutura onde estão inseridas, devido ao facto de serem mais leves do que as outras ligações. Outra grande vantagem deste tipo de ligações é permitir ligar diferentes tipos de materiais com uma menor concentração de tensões. No projeto de juntas adesivas é importante prever o seu comportamento aos esforços a que estas vão estar sujeitas e determinar com grande precisão as propriedades de fratura. Para esse efeito, a análise numérica pelo Método de Elementos Finitos (MEF), complementado pelos Modelos de Dano Coesivo (MDC), adquire uma particular importância. No presente trabalho é realizada uma análise numérica, pelo MEF, utilizando um modelo de dano triangular, do comportamento à fratura de um adesivo estrutural em função da espessura do adesivo (tA). Como valores base foram utilizados dados experimentais de um trabalho previamente realizado, ao adesivo Sikaforce®7752, de modo a estudar as suas propriedades de fratura. O adesivo foisolicitado em modo misto, e para esse efeito foi utilizado o ensaio Single-Leg Bending (SLB) e vários valores de tA. Depois de feitas as simulações numéricas foi possível comparar as curvas força-deslocamento (P-δ). experimentais e numéricas de modo a confirmar e prever com precisão a resistência mecânica e respetivas propriedades de fratura do adesivo (taxa de libertação de energia de deformação crítica em modo I, GIC, e modo II, GIIC). No trabalho experimental foi obtido o envelope de fratura para uma das tA estudadas e realizadas as respetivas simulações numéricas. Foi possível obter os envelopes de fratura para todas as tA, sendo assim possível comparar e discutir os resultados obtidos, no sentido de averiguar se o critério de rotura obtido foi o mais adequado. Nos ensaios numéricos foi possível retratar o comportamento verificado nos ensaios experimentais, com algum desvio nos valores obtidos nos envelopes de fratura para as tA mais elevadas, mas os critérios de propagação escolhidos foram validados através da análise da comparação entre os resultados experimentais e numéricos.It is a fact that since the beginning of the XX century, adhesives have been increasingly used in various industries and even replacing other mechanical joining methods, such as bolted and riveted joints. Nowadays the use of adhesives is essential, due to the clear advantages that the use of adhesive joints bring to applications, as is the case of good behaviour under cyclic loads or fatigue, or the weight reduction of the entire structure where they are inserted in, due to the fact that they are lighter than the other joints types. Another major advantage of this type of joints is allowing the connection of different types of materials, with fewer concentration points. In the design of adhesive joints, it is important to predict their behaviour to the loads to which they will be subjected and to estimate their fracture properties. For this purpose, the numerical analysis by the Finite Element Method (FEM), complemented by Cohesive Zone Models (CZM) acquire a particular importance. In the present work a numerical analysis is performed, by FEM, using a triangular damage model, of the fracture behaviour of a structural adhesive as a function of the adhesive thickness (tA). As base values, experimental data from a previously work regarding the adhesive Sikaforce®7752 were used, aiming to study its fracture properties. The adhesive was loaded in mixed mode and, for this purpose, the SingleLeg Bending (SLB) test and various tA values were used. After the numerical simulations were made, it was possible to compare the experimental and numerical loaddisplacement (P-δ) curves in order to confirm and accurately predict the mechanical strength and respective fracture properties of the adhesive (critical strain energy release rate in mode I, GIC, and mode II, GIIC). In the experimental work, the fracture envelope was obtained for one of the studied tA and the respective numerical simulations were performed. It was possible to obtain the fracture envelopes for all tA, thus making it possible to compare and discuss the results obtained, in order to ascertain whether the obtained failure criterion was the most appropriate. In the numerical tests it was possible to reproduce the behaviour verified in the experimental tests, with some deviation in the values obtained in the fracture envelopes for the higher tA, but the chosen propagation criteria were validated through the analysis of the comparison between the experimental and numerical results.porSingle-leg bendingLigação adesivaEspessura de adesivoDuctilidadeModelos de dano coesivoAdesivos estruturaisMétodo de elementos finitosMecânica da fraturaAdhesive jointAdhesive thicknessDuctilityCohesive zone modelsStructural adhesivesFinite element methodFracture mechanicsmaster thesis202937046