Aplicación de la metodología de caracterización de adhesivos hiperelásticos en el diseño de uniones reales
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Resumen
En la industria de carrocerías para vehículos industriales, se observa un creciente uso de paneles sándwich estructurales combinados con perfiles de aluminio (Al), ensamblados mediante uniones adhesivas continuas. Esta configuración permite aprovechar la capacidad resistente de todos los componentes de la estructura, permitiendo importantes reducciones de peso y la mejora de la resistencia y rigidez. En esta aplicación, el uso de adhesivos de alta flexibilidad aporta grandes ventajas, por su capacidad de sellado y para absorber posibles desalineamientos y deformaciones de la estructura sin que se vea comprometida su durabilidad.
En trabajos previos publicados por los autores, se desarrolló una metodología de caracterización mecánica de los adhesivos hiperelásticos, y la determinación de modelos de material que mejor representan su comportamiento. Se aborda ahora la aplicación de las leyes de comportamiento así obtenidas, para la modelización, análisis y diseño de uniones adhesivas reales.
Los perfiles de aluminio suelen diseñarse con secciones específicas para alojar los paneles estructurales, que se fijan a ellos generalmente mediante uniones de simple solape (SLJ) o doble solape (DLJ). La actuación de cargas laterales sobre los paneles, provoca sobre estas uniones esfuerzos de tracción y flexión, que se traducen en solicitaciones combinadas de cizalladura y pelado sobre los cordones adhesivos.
Este trabajo incluye la modelización y análisis por elementos finitos de distintos tipos de uniones, utilizando los modelos hiperelásticos de material antes mencionados. Los resultados ofrecidos por los modelos ante estas solicitaciones combinadas, se han validado mediante la comparación con resultados experimentales de ensayos de uniones reales llevados a cabo a tal efecto. Los modelos de elementos finitos utilizados, posibilitan un análisis detallado de la distribución de esfuerzos en el adhesivo. Pero permiten además estudiar a un tiempo y tener en cuenta la deformación de los propios perfiles y paneles, y la influencia que pueda tener en los esfuerzos transmitidos al adhesivo y su resistencia. Constituyen así una herramienta de gran utilidad para establecer directrices de diseño que mejoren la eficiencia y durabilidad de las uniones.
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