Evaluación Crítica de la Junta de Superposición Enlazada Expuesta a Carga Tensil Cíclica
Autores: Demiral, Murat; Abbassi, Fethi; Zahedi, Abolfazl; Akpinar, Salih
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación Crítica de la Junta de Superposición Enlazada Expuesta a Carga Tensil Cíclica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Juntas adhesivas
Rendimiento a fatiga
Espesor del adherente
Carga de fatiga
Expansión de grietas
Tasa de liberación de energía de deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Las uniones de corte simple o de solape simple son el tipo más prevalente de uniones adhesivas utilizadas en aplicaciones de ingeniería avanzada, donde están expuestas a cargas de fatiga en su servicio. Aunque se han investigado extensamente sus desempeños mecánicos bajo carga estática, los estudios relacionados con los desempeños de fatiga han sido limitados. Con ese propósito, se estudió la reacción de las uniones de solape simple (SLJs) a la carga de tracción por fatiga variando el grosor del adherente (de 3 mm a 6 mm) y la carga de fatiga (de 3250 N a 1500 N). Se utilizó ABAQUS/Standard para crear su modelo de elementos finitos avanzado. Para representar el daño progresivo en la capa adhesiva, se integró el modelo de daño por fatiga a través de la Ley de Paris, que relaciona la tasa de expansión de la grieta con la tasa de liberación de energía de deformación (SERR), en el modelo de zona cohesiva con características de tracción-separación bilineales. El modelo fue escrito en una subrutina UMAT. El modelo desarrollado fue validado utilizando datos experimentales de la literatura. Se investigaron en profundidad el ciclo de iniciación de la grieta, el ciclo de fallo, el límite de carga de fatiga, la tasa de liberación de energía de deformación, la tasa de propagación de la grieta y la variación de los componentes de tensión con su dependencia a los parámetros de diseño. Se encontró que la vida útil de las SLJs con adherentes más gruesos era más sensible a la cantidad de tensión aplicada. Cuando se expusieron a cargas menores, la vida útil de las SLJs cambió de manera más notable.
Descripción
Las uniones de corte simple o de solape simple son el tipo más prevalente de uniones adhesivas utilizadas en aplicaciones de ingeniería avanzada, donde están expuestas a cargas de fatiga en su servicio. Aunque se han investigado extensamente sus desempeños mecánicos bajo carga estática, los estudios relacionados con los desempeños de fatiga han sido limitados. Con ese propósito, se estudió la reacción de las uniones de solape simple (SLJs) a la carga de tracción por fatiga variando el grosor del adherente (de 3 mm a 6 mm) y la carga de fatiga (de 3250 N a 1500 N). Se utilizó ABAQUS/Standard para crear su modelo de elementos finitos avanzado. Para representar el daño progresivo en la capa adhesiva, se integró el modelo de daño por fatiga a través de la Ley de Paris, que relaciona la tasa de expansión de la grieta con la tasa de liberación de energía de deformación (SERR), en el modelo de zona cohesiva con características de tracción-separación bilineales. El modelo fue escrito en una subrutina UMAT. El modelo desarrollado fue validado utilizando datos experimentales de la literatura. Se investigaron en profundidad el ciclo de iniciación de la grieta, el ciclo de fallo, el límite de carga de fatiga, la tasa de liberación de energía de deformación, la tasa de propagación de la grieta y la variación de los componentes de tensión con su dependencia a los parámetros de diseño. Se encontró que la vida útil de las SLJs con adherentes más gruesos era más sensible a la cantidad de tensión aplicada. Cuando se expusieron a cargas menores, la vida útil de las SLJs cambió de manera más notable.