Estudo de alterações geométricas em juntas adesivas solicitadas ao impacto

A evolução industrial tem levado a uma implementação cada vez mais alargada de ligações adesivas. São inúmeras as vantagens apresentadas em relação a ligações mecânicas, como por exemplo a melhor distribuição de tensões, baixo peso e possibilidade de unir materiais dissimilares. Devido à variabilidade de desempenho das ligações adesivas em função das propriedades dos adesivos, é necessário validar ferramentas numéricas através do Método de Elementos Finitos (MEF). É possível potenciar o desempenho ao impacto de juntas adesivas, sem efetuar alterações de projeto complexas, com a variação de parâmetros de geometria ou pela introdução de alterações geométricas nos aderentes. Este trabalho compara os resultados de diferentes alterações geométricas numa junta de sobreposição simples (JSS), quando solicitada ao impacto, através de modelos de dano coesivo (MDC). As alterações geométricas principais implementadas são a variação do comprimento de sobreposição e a variação de espessura dos aderentes. As variações de geometria da JSS são feitas com a introdução de chanfros exteriores e interiores nos aderentes, assim como também são adicionados filetes de adesivo. De modo a observar os efeitos das alterações introduzidas em aderentes de aço com diferentes tipos de adesivos, são utilizados os adesivos Araldite® AV138 (rígido), 3M® DP8005 (dúctil) e Nagase Chemtex® XNR6852 E-2 (elevada tenacidade). É posteriormente feita a combinação das alterações geométricas que melhor resultado produzem. São analisadas as diferenças entre resultados obtidos por modelação 2D e 3D, e estudado o efeito da alteração do material dos aderentes. A técnica de MDC foi positivamente validada para a previsão da resistência de juntas adesivas ao impacto e foram definidas as geometrias de junta ótimas em função do adesivo aplicado.Industrial developments have led to an increasingly wide implementation of adhesive bonding. There are numerous advantages over mechanical joining methods, such as better stress distribution, low weight and the possibility of joining dissimilar materials. Due to the variability of adhesive bonding performance caused by different adhesive properties, it is necessary to validate Finite Element Method (FEM) tools. It is possible to increase the performance of adhesive joints when subjected to impact loadings, without making complex design changes, with the variation of geometric parameters or by modifying the adherends geometry. This work compares the results of different geometric changes applied to a single-lap joint (SLJ), when subjected to impact, through Cohesive Zone Models (CZM). The main geometric changes implemented are the variation of the overlap length and the adherends thickness. Geometry modifications of the SLJ are made by introducing outer and inner chamfers into the adhesives, as well as adding adhesive fillets. To observe the effects of the modifications introduced in steel adherends with different types of adhesives, the adhesives Araldite® AV138 (stiff), 3M® DP8005 (ductile) and Nagase Chemtex® XNR6852 E-2 (high toughness) are used. The combination of the geometric changes that produce the best result is subsequently made. The differences between results obtained by 2D and 3D modeling are analyzed, and the effect of different adherends materials was studied. The CZM technique was validated for the impact strength prediction of adhesive joints and the optimal joint geometries were defined as a function of the adhesive