Avaliação da resistência ao corte e fratura em modo II de ligações coladas

Abstract

As ligações coladas são cada vez mais utilizadas na indústria devido às suas vantagens sobre os métodos de ligação tradicionais, como a soldadura, ligações aparafusadas e rebitadas. Apesar dessas vantagens, subsistem questões acerca do comportamento das ligações coladas, que continuam por isso a ser objeto de muita investigação. Nesta dissertação foi feito um estudo sobre o comportamento ao corte e à fratura em modo II de um adesivo acrílico de utilização muito comum. Para isso foram realizados dois tipos de testes em juntas com aderentes de aço: o ensaio de flexão em três pontos e o ensaio End-Notched Flexure (ENF). O ensaio de flexão teve por objetivo principal a obtenção de uma aproximação elasto-perfeitamente plástica à curva de tensão-deformação ao corte do adesivo. Neste ensaio foi usada a técnica de correlação digital de imagem (CDI) para medir as deformações de corte no adesivo. Todavia, dificuldades na medição das deformações a níveis de carga relativamente baixos não permitiram obter valores rigorosos do módulo de corte. Por outro lado, as tensões de rotura medidas foram muito satisfatórias. Nos ensaios ENF aplicou-se uma nova forma do método da fenda efetiva, tendo-se atingido o desejado patamar na taxa crítica de libertação de energia. Porém, as partes iniciais das curvas taxa crítica de libertação de energia versus comprimento de fenda efetivo tiveram formas algo fora do comum.

Adhesive joints are increasingly applied in industry because of their advantages over traditional joining methods such as welding, bolted and riveted joints. Despite those advantages, questions remain about the mechanical behaviour of adhesive joints, which therefore continue to be the subject of extensive research. This work reports a study of the shear stress-strain behaviour and mode II fracture of a widely used acrylic adhesive. For that purpose, two types of tests were carried out on joints with steel adherents: the three-point bending test and the End-Notched Flexure (ENF) test. The main objective of the three-point bending test was to obtain an elastic-perfectly plastic approximation to the adhesive shear stress-strain curve. The Digital Image Correlation (DIC) technique was used in the test to measure adhesive shear strains. However, accurate shear moduli could not be obtained because of difficulties in strain measurements at relatively low loads. In turn, measured strengths were very satisfactory. In ENF tests a new form of the effective crack method was applied, and the critical strain-energy release rate reached the desired plateaux. However, the initial parts of the critical strain-energy release rate versus effective crack length curves had somewhat unusual shapes.