Resistência de ligações coladas metal-metal

Abstract

As juntas coladas são cada vez mais usadas em aplicações estruturais. Todavia, apesar dos muitos estudos já apresentados, continua a não haver critérios de rotura universalmente aceites que sirvam de base ao dimensionamento. O presente trabalho pretendeu dar um contributo para a definição de critérios de rotura de juntas coladas. O objecto de estudo foram as juntas de bissobreposição simples de chapas de aço inoxidável coladas com um adesivo epóxido largamente utilizado, a araldit standard. Realizaram-se ensaios ao corte via tracção das chapas de juntas com várias espessuras de aderente e vários comprimentos de sobreposição. Os resultados experimentais revelaram as tendências gerais esperadas, mas houve algumas anomalias que se julga estarem ligadas à degradação dos lotes de adesivo usados e a excessos de cola nos bordos. Além disso, houveram dispersões estatísticas elevadas nas resistências, que se deveram provavelmente à rotura adesiva observada e ao facto de cada provete envolver duas juntas de sobreposição simples. Posteriormente compararam-se os resultados experimentais com simulações numéricas por elementos finitos, que tiveram em conta o comportamento elasto-plástico dos aderentes e do adesivo. No caso deste último, porém, só foi possível considerar uma aproximação elasto-perfeitamente plástica obtida de ensaios de provetes maciços. Esta aproximação foi provavelmente a causa de algumas discrepâncias entre as curvas carga-deslocamento numéricas e experimentais. Com base nas simulações e nos resultados experimentais procurou-se relacionar a rotura das juntas com o atingir de deformações limite de tracção ou de corte no adesivo. Os resultados não foram claros a este respeito, se bem que alguns resultados dêem suporte aqueles critérios.

ABSTRACT: Bonded joints are increasingly used in structural applications. However, widely accepted failure criteria remain unavailable for accurate design, in spite of the many studies reported. The present work aimed at contributing to the identification of such criteria. It involved single strap joints of stainless steel adherends bonded by the well-known araldit standard epoxy adhesive. Lap shear tests on conducted on joints with different adherend thicknesses and overlap lengths. In general, the results followed the expected trends, tough some anomalies were seen. The most likely causes were adhesive fillets and batch degradation. High scatter on joint strengths was observed, which was probably due to the adhesive failure mode and to the fact that the specimens tested involve two single-lap joints. Experimental results were compared to finite element analyses which considered elastic-plastic behaviour of adherends and adhesive. For the latter, however, it was only possible to adopt an elastic- perfectly plastic approximation obtained from bulk adhesive tests. This approximation was probably behind some discrepancies between experimental and numerical load-displacement curves. Finally, simulations and experimental results were combined in order to relate joint failure with the attainment of adhesive limit tensile and shear strains. No clear conclusions could be drawn, but some results did support such criteria.