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