Autor(es):
Pereira, António Manuel de Bastos 
Data: 2002
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/4938
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia mecânica - Teses de mestrado; Juntas coladas; Mecânica de fractura
Descrição
As juntas coladas têm actualmente um vasto campo de aplicações, que vai
desde a indústria das embalagens até à exigente indústria aeronáutica. No
entanto, a inexistência de critérios de dimensionamento rigorosos constitui
ainda um obstáculo importante à generalização de aplicações estruturais. O
objectivo principal deste trabalho foi por isso avaliar os factores que mais
influenciam a resistência de juntas coladas de sobreposição.
Para tal, foram realizados diversos ensaios de juntas de chapas de aço
inoxidável, coladas com dois adesivos epoxídicos e com um adesivo acrílico. O
programa de trabalho incluiu ensaios de fractura de modo I “Double Cantilever
Beam”, ensaios de tracção de juntas de sobreposição simples, bem como
ensaios de juntas de sobreposição dupla à tracção e à compressão. A
espessura das chapas e os comprimentos de sobreposição foram variáveis e,
em alguns casos, foram criados deliberadamente defeitos nas extremidades
dos provetes.
A comparação entre as simulações numéricas por Elementos Finitos e os
resultados experimentais permitiu concluir que o nível de tensões de tracção
nos bordos é o principal factor que afecta a resistência das juntas. Isto exige o
desenvolvimento de critérios de rotura que tenham em conta a natureza local
da resistência do adesivo, em virtude do pequeno volume de material sujeito
às tensões críticas. Verificou-se também que, quando expressas em função do
comprimento de sobreposição efectivo, descontado das fendas, as resistências
eram geralmente pouco sensíveis à presença de defeitos. Adhesive joints are nowadays widely used in fields ranging from packaging to
aeronautics. Nevertheless, the absence of accurate failure criteria remains an
important obstacle that often prevents the use of adhesive joints in structural
applications. The main objective of the present work was to evaluate the most
relevant factors that affect the strength of adhesive joints.
This work focused on stainless steel joints, bonded with two epoxy and one
acrylic adhesives. The test programme included Mode I Double Cantilever
Beam fracture tests, lap-shear tensile tests single-lap joints, as well as lapshear
tensile and compressive tests on double-lap joints. The adherend
thickness and joint overlap lengths were varied, while, in some cases, defects
were deliberately inserted near the bondline edges.
The comparison between Finite Element and experimental results showed that
the strength of adhesive joints was essentially dependent on the level of nearthe-
edge peel stresses. Therefore, “in-situ” strength based criteria will be
necessary to predict the strength of adhesive joints, because of the small
volume of material under critical stresses. If expressed in terms of effective
overlaps, the joint strengths were, in general, not significantly affected by the
presence of near-the-edge defects. Mestrado em Engenharia Mecânica
