Development of a machine to measure the impact strength of adhesive joints

242 Pages·2016·48.7 MB·English

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Development of a machine to measure
the impact strength of adhesive joints
André Filipe Lemos Antunes Palma Ramos
MestradoIntegradoemEngenhariaMecânica
Supervisor: Prof. AntónioMendesLopes
Inv. CarlosMoreiradaSilva
Co-Supervisors:
Prof. LucasFMdaSilva
July2016
c AndréRamos,2016
(cid:13)
Development of a machine to measure the impact strength
of adhesive joints
André Filipe Lemos Antunes Palma Ramos
Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica
July2016

Resumo
O estudo e caracterização de adesivos e juntas adesivas é impulsionado na FEUP pelo ADFEUP
(Grupo de Adesivos da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto). É do interesse do
ADFEUP dispor de um dispositivo capaz de realizar ensaios ao impacto em juntas adesivas e
dessanecessidadeadvémacriaçãodesteprojeto.
Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e implementação de uma máquina para
ensaiosaoimpactoemjuntasadesivas. Estamáquinadeverásercapazdemedireregistaraforça
de impacto em função do deslocamento e a energia desse impacto. A conceção e desenvolvi-
mentodamáquinafoiefetuadaanteriormenteemduasdissertaçõesseparadas,ondeCarlosCastro
desenvolveuoprojetomecânicoeRuiBarbosadesenvolveuoprojetodeautomação.
Foi feita uma revisão do projeto mecânico e desenvolvidos os modelos necessários para as
análises estáticas e dinâmicas da estrutura. As alterações necessárias para a maquinagem e mon-
tagem ser realizável foram também executadas. Foi também implementada a instrumentação em
faltaquegaranteofuncionamentocorretodalógicadecomando.
Por fim a lógica de comando, a interface gráfica de utilizador e sistemas de controlo foram
redesenhadosrecorrendoàsferramentasdosoftwareMATLABGUIDEeSimulink
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Abstract
The study and characterization of adhesives and adhesive bonded joints is studied at FEUP by
ADFEUP (Adhesives Group of the Faculty of Engineering of University of Porto). It is in the
interest of ADFEUP to have a device capable of performing impact tests in adhesives in order to
promoteinvestigationonthissubject.
Thisworkhasthepurposeofdevelopandimplementamachinecapableofperformingimpact
tests on adhesive joints. This machine should be able to measure and record the impact force
in function of the deflection and energy of impact. The original design and development were
performed by two past thesis, in which Castro developed the mechanical design and Barbosa
developedtheautomation.
Themechanicaldesignwasrevisedandthenecessarymodelstoperformastaticanddynamic
analysisofthestructureweredeveloped. Thenecessarychangestoensurethemanufacturingand
assembly of the components were implemented. The necessary instrumentation that satisfies the
commandlogicwasalsoimplemented.
Finally, the command logic, graphical user interface and control systems were redesigned
usingtheMATLABtools,GUIDEandSimulink.
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Acknowledgements
Firstly, I wish to express my gratitude to Prof. António Mendes Lopes, Inv. Carlos Moreira
da Silva and Prof. Lucas da Silva, supervisors of this thesis, for all the support, patience and
availabilityduringthedevelopmentofthisthesis,evenatthemostoccupiedtimes,andproviding
mewiththeopportunitytoworkinsuchaninterestingproject.
ToRicardoCarbasandEduardoMarques,membersofADFEUP,forallthesupportandcon-
tributionsmadetotheproject.
ToProf. DiasRodrigues,forhisinputandexpertise.
To Fernando Pereira, for all the valuable discussions that, directly or indirectly, produced
significantbreakthroughs.
ToMr. JoséandMr. Albino,foralltheinputandhardworkintheworkshop.
ToLuísSousaMartins,AndréCosta,TiagoSoares,TeresaMorim,RitaMarques,InêsMesquita,
CarolinaNeves,RicardoCastroandFábioFernandesfortheirfriendshipandcompanyinthisfinal
momentsofmyacademiclife.
To Diogo Pereira, João Paulo Silva, João Carlos Nogueira and José Teixeira for their forever
presentfriendship.
Tomyfamily,foralwaysexpectingthebestofme.
Lastly, a very special thank you to my girlfriend, Cátia Batalha, for her patience and support
inallthemomentsofmylife.
AndréRamos
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