EVALUACIÓN POR ELEMENTOS FINITOS DE UNIONES CON ADHESIVOS DE MATERIALES DISÍMILES (ACERO – ALUMINIO)

Resumen

En la industria automotriz la demanda para la reducción de emisiones de CO2 y los problemas ambientales, ha generado normativas como la ley CAFE (Corporate Average Fuel Economy). Uno de los puntos de dicha normativa es la reducción de peso, dicha, puede realizase mediante la combinación de sustratos que proporcionen ligereza, resistencia y rigidez. Los adhesivos, son tecnologías en la cual una de sus ventajas es que puede unir materiales disímiles. Sin embargo, para la operación segura de los componentes, es necesario conocer el comportamiento mecánico de dichas uniones para establecer parámetros de operación adecuados. El presente trabajo presenta un análisis, mediante elementos finitos, de juntas unidas con tres adhesivos diferentes (metil metacrilato, epóxico de un componente y epóxico de dos componentes) con sustratos disímiles en propiedades (aluminio-acero) y espesores (3.9 y 2.9 mm) Los sustratos y adhesivos, se caracterizaron para obtener una identificación positiva del material y alimentar el software ABAQUS® utilizado en la simulación de elementos finitos. Para validar el modelo, se realizaron pruebas de cizallamiento en muestras unidas con los tres adhesivos. Para verificar la deformación plástica generada, se emplearon galgas extensométricas cercanas a la zona de traslape de la junta. Finalmente, análisis post-fractura fueron empleados para analizar el tipo de falla. Loa resultados, generaron información respecto al comportamiento mecánico y distribución de esfuerzos de las uniones estudiadas. En el mismo orden de ideas, se revelo que la resistencia de la junta depende del tipo de adhesivo y que la resistencia al corte no se ve afectada por la ductilidad del adhesivo. También, que los esfuerzos normales promedio son mayores en las aristas de la junta adhesiva y son los responsables de la generación de la grieta como se pudo comprobar en los análisis post-fractura. Finalmente, los análisis mediante extensómetro sugirieron que el esfuerzo mayor se concentra en el adherendo de aluminio sin sobre pasar el esfuerzo de fluencia. Palabras clave: Adhesivo, simulación por elemento finito, distribución de esfuerzos, microscopía electrónica de barrido, extensometría.