Utilização do método direto de obtenção de leis coesivas para previsão de resistência de juntas ...

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Utilização do método direto de obtenção
de leis coesivas para previsão de resistência
de juntas com chanfro interior
DANIEL FILIPE OLIVEIRA DA SILVA
dezembro de 2017
UTILIZAÇÃO DO MÉTODO DIRETO DE OBTENÇÃO DE LEIS
COESIVAS PARA PREVISÃO DE RESISTÊNCIA DE JUNTAS
COM CHANFRO INTERIOR
Daniel Filipe Oliveira da Silva
1060548

2017
Instituto Superior de Engenharia do Porto
Departamento de Engenharia Mecânica
Equation Chapter 1 Section 1

UTILIZAÇÃO DO MÉTODO DIRETO DE OBTENÇÃO DE LEIS
COESIVAS PARA PREVISÃO DE RESISTÊNCIA DE JUNTAS
COM CHANFRO INTERIOR
Daniel Filipe Oliveira da Silva
1060548

Dissertação apresentada ao Instituto Superior de Engenharia do Porto para
cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia
Mecânica, realizada sob a orientação do Doutor Raul Duarte Salgueiral Gomes Campilho
e coorientação do Doutor Francisco José Gomes da Silva.

2017
Instituto Superior de Engenharia do Porto
Departamento de Engenharia Mecânica

JÚRI

Presidente
Doutora Maria Teresa Ribeiro Pereira
Professor adjunto, ISEP
Orientador
Doutor Raul Duarte Salgueiral Gomes Campilho
Professor adjunto, ISEP
Coorientador
Doutor Francisco José Gomes da Silva
Professor adjunto, ISEP
Arguente
Doutor Sérgio Manuel Oliveira Tavares
Investigador, FEUP

Utilização do método direto de obtenção de leis coesivas para previsão de
resistência de juntas com chanfro interior Daniel Filipe Oliveira da Silva

AGRADECIMENTOS
Ao meu orientador Professor Doutor Raul Duarte Salgueiral Gomes Campilho e ao meu
coorientador Professor Doutor Francisco José Gomes da Silva, por todo o apoio e tempo
despendido ao longo da realização deste trabalho. Agradeço também a ajuda que me
forneceram na parte da simulação numérica e tratamento de dados. Ao Instituto
Superior de Engenharia do Porto (ISEP), pela oportunidade concedida para a elaboração
deste trabalho e por todos os ensinamentos que me foram transmitidos ao longo do
meu percurso nesta instituição.

Utilização do método direto de obtenção de leis coesivas para previsão de
resistência de juntas com chanfro interior Daniel Filipe Oliveira da Silva

RESUMO IX

PALAVRAS CHAVE
Ligação adesiva; junta scarf; junta de chanfro interior; adesivo estrutural; Método de
Elementos Finitos; modelos de dano coesivo; método direto.

RESUMO
Com o aumento do uso de estruturas com ligações adesivas ao nível industrial, diversos
autores nas últimas décadas têm vindo a realizar estudos de modo a suprir as
necessidades desse setor ao nível de métodos de previsão do comportamento e rotura
de juntas adesivas com maior fiabilidade. Entre os métodos numéricos de previsão
destacam-se os Modelos de Dano Coesivo, que tem revelado bons resultados nas
previsões efetuadas. 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
resume-se a uma validação de leis coesivas em tração e corte, estimadas pela aplicação
do método direto, na previsão da resistência de juntas em solicitação mista. Neste
âmbito, ensaiaram-se juntas de chanfro interior com diferentes ângulos () e adesivos
com diferentes ductilidades. Foram considerados os adesivos Araldite®AV138, de
elevada resistência e baixa ductilidade, Araldite® 2015, de moderada ductilidade e
resistência intermédia e 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 exponenciais, que foram testadas para cada um dos
adesivos. A validação das mesmas consumou-se por comparação das previsões
numéricas com 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.

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resistência de juntas com chanfro interior Daniel Filipe Oliveira da Silva