A junção de materiais metálicos utilizando adesivos estruturais têm se tornando um processo cada dia mais utilizado, sendo preferível a outros métodos de fixação como parafusos e rebites em diversas aplicações devido as vantagens oferecidas pela sua aplicação. Destacam-se como principais benefícios das juntas coladas a distribuição mais uniforme de tensões, redução do peso da estrutura, maior resistência a fadiga, além de ser um trabalho realizado a frio. Nessa dissertação foi feita uma análise numérica e experimental de juntas coladas com substratos de aço carbono e adesivo ARC 858 em duas configurações: junta de cisalhamento simples e junta de carregamento combinado. As energias críticas de fratura (𝐺IC e 𝐺IIC)do adesivo estrutural ARC 858 foram medidas através dos ensaios DCB (Double cantil ever beam) e ENF (end notch flexure), respectivamente, sendo utilizados em ambos ensaios o método CBBM (compliance based beam method) para medição das energias. Com as energias críticas de fratura e demais propriedades do ARC 858, medidas através de ensaios destrutivos, procedeu-se com a análise numérica das juntas coladas, recorrendo-se aos modelos de danos coesivos (MDC), os quais permitem a simulação do crescimento do dano em estruturas, utilizados juntamente com o método dos elementos finitos através do software comercial Abaqus. Os experimentos consideraram a variação da área colada, sendo modificados tanto o comprimento como a largura da junta, além da variação da espessura da camada adesiva para as juntas de carregamento combinado. Adicionalmente, foram rompidos corpos de prova colados há cerca de sete anos, sendo os resultados comparados, em uma das configurações, com corpos de prova recentemente colados. Os experimentos foram devidamente modelados através do método dos elementos finitos, obtendo-se boa concordância com os resultados experimentais. Analisando juntas com mesma área colada, de maneira geral as análises confirmaram a preferência por maiores larguras nas juntas de cisalhamento simples, e por maiores alturas nas juntas de carregamento combinado. A resistência mecânica das juntas de carregamento combinado coladas há cerca de sete anos se mostrou próxima das juntas coladas recentemente, considerando a mesma configuração.
The metallic materials union using structural adhesives has become an increasingly used process and is preferable to other fastening methods such as screws and rivets in various applications, due the advantages offered by their application. The main benefits of bonded joints are the more uniform distribution of stresses, reduction of structure weight, greater resistance to fatigue, besides being a cold work. This work made a numerical and experimental bonded joints analysis with carbon steel substrates and ARC 858 adhesive in two configurations: single lap joint and combined loading joint. The ARC 858 critical fracture energies (𝐺IC e 𝐺IIC ) were measured by the DCB (double cantilever beam) and ENF (end notch flexure) tests, respectively, and the CBBM (compliance based beam method) method was used to measure the energies. Knowing the critical fracture energies and other properties of the ARC 858, measured by destructive tests, the numerical analysis of the bonded joints was done using the cohesive zone models (CZM), which allow the damage growth simulation in structures, used together with the finite element method through commercial software Abaqus. The experiments considered the bonded area variation, both the joint length and width being modified, as well as the adhesive layer thickness variation for the combined loading joints. In addition, specimens glued together for about seven years ago were tested, and the results were compared in one of the configurations with newly bonded specimens. The experiments were modeled using the finite element method, obtaining good agreement with the experimental results. Considering joints with the same bonded area, in general the analysis confirmed the preference for larger widths in the single lap joints, and higher heights in the combined loading joint. The mechanical strength of the combined loading joints glued about seven years ago was close to the newly bonded joints, considering the same configuration.
