Comparação dos ensaios DCB e TDCB para determinação da tenacidade em tração de adesivos estruturais

O constante desenvolvimento observado nas ligações adesivas, em conjunto com as melhorias verificadas nas características dos adesivos, estão a ser traduzidos, de uma certa forma, num aumento das aplicações das ligações adesivas, assim como na variedade de aplicações. No âmbito da previsão de resistência de juntas adesivas, dois métodos de grande relevância são a Mecânica da Fratura e os Modelos de Dano Coesivo. Os Modelos de Dano Coesivo permitem a simulação da iniciação e propagação do dano, recorrendo ao Método Dos Elementos Finitos. No que concerne à Mecânica da Fratura, a previsão de resistência é geralmente feita através de uma análise energética. Independentemente da forma como é obtida, a taxa crítica de libertação de energia de deformação à tração (GIc) dos adesivos é um dos parâmetros mais importantes para a previsão da resistência das juntas. Dois dos ensaios mais utilizados são o Double Cantilever Beam (DCB) e o Tapered Double Cantilever Beam (TDCB). Este trabalho pretende determinar e comparar o valor de GIc em juntas adesivas pelos ensaios DCB e TDCB. São utilizados três tipos de adesivos com diferentes graus de ductilidade. No ensaio DCB os métodos utilizados para a determinação de GIc são: Compliance-Based Beam Method (CBBM), Corrected Beam Theory (CBT) e Compliance Calibration Method (CCM). Os métodos utilizados no ensaio TDCB são: Simple Beam Theory (SBT), Corrected Beam Theory (CBT) e Compliance Calibration Method (CCM). Os resultados obtidos apresentam concordância entre os vários métodos de cada ensaio. A discrepância de resultados é superior quando comparados os dois tipos de ensaios.

The continuous development observed in bonded joints, along with the improvements of the adhesives’ properties, are resulting on an increase of the bonded joint applications, as well as the variety of applications. Regarding the strength prediction of adhesive joints, two highly relevant methods are Fracture Mechanics and Cohesive Zone Models. Cohesive Zone Models, supported by the Finite Element Method, enable the simulation of damage initiation and propagation. By Fracture Mechanics, the strength prediction is usually carried out by an energetic analysis. Regardless of how it is obtained, the critical tensile strain energy release rate of adhesives (GIc) is one of the most important parameters for predicting the joint strength. Two of the most commonly used tests are the Double Cantilever Beam (DCB) and the Tapered Double Cantilever Beam (TDCB). This work aims to determine and compare the value of GIc of adhesive joints by the DCB and TDCB tests. Three types of adhesives with different levels of ductility are used. In DCB test, the methods used to determine GIc are: Compliance-Based Beam Method (CBBM), Corrected Beam Theory (CBT) and Compliance Calibration Method (CCM). The methods used in the TDCB test are: Simple Beam Theory (SBT), Corrected Beam Theory (CBT) and Compliance Calibration Method (CCM). The results obtained agree well between the different methods considered for each test. The discrepancy of results is higher when comparing the two types of tests.