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El análisis y el modelado de elementos finitos contribuyen a predecir el rendimiento, optimizar los diseños e identificar los puntos débiles para conseguir una unión eficiente y fiable. Este método permite la exploración de materiales, reduciendo al mismo tiempo los residuos y mejorando la calidad general del producto.
El modelado y análisis de elementos finitos (AEF) es un método ampliamente utilizado para solucionar problemas matemáticos y de ingeniería, y presenta información valiosa para desafíos mecánicos, termodinámicos y electromecánicos, entre otros. Gracias a que es posible probar diferentes tipos de modelado de materiales en el análisis de elementos finitos, se reduce la necesidad de creación de prototipos.
En el análisis de elementos finitos viscoelásticos se emplea un modelo de materiales lineales basados en la continuidad, que presenta una combinación de propiedades elásticas y viscosas. Este tipo de análisis de modelo AEF permite tener en cuenta las dependencias tanto de la temperatura como de la velocidad de deformación en la respuesta mecánica. Se aplica específicamente en situaciones en las que se producen problemas de pequeñas deformaciones, ofreciendo una comprensión detallada del comportamiento del material en condiciones en las que el impacto de la deformación es limitado.
El análisis de elementos finitos elastoplásticos es un modelo de materiales basado en la continuidad que incorpora características elásticas y plásticas, permitiendo la representación de la deformación permanente y el comportamiento no lineal en adhesivos. Este modelo refleja con precisión la respuesta en distintas condiciones de carga, como tensión, compresión y cizallamiento. Dependiendo de la calibración, también puede tener en cuenta la velocidad de deformación y los efectos de la temperatura. Los modelos elastoplásticos sensibles a la presión se emplean con frecuencia para polímeros y adhesivos, lo que garantiza una simulación completa de su comportamiento en distintas situaciones mecánicas.
La deformación finita es un modelo de materiales no lineales basado en la continuidad en el que se utilizan redes paralelas de resortes no lineales y amortiguadores para simular la respuesta mecánica de los adhesivos. El comportamiento elástico no lineal de los resortes está determinado por una función de densidad de la energía de deformación, a menudo caracterizada por la hiperelasticidad. Este modelo se utiliza típicamente para representar adhesivos que sufren deformaciones sustanciales con comportamiento viscoso no lineal. Se adapta a las respuestas mecánicas bajo tensión, compresión y cizallamiento. Dependiendo de las entradas experimentales, es posible incorporar efectos de temperatura, velocidad de deformación, fijación permanente y relajación, ofreciendo una representación completa del comportamiento del adhesivo en condiciones variables.
Un modelo de AEF de zona cohesiva es un modelo de materiales basado en la mecánica de fracturas diseñado para simular la separación de grietas en una línea de unión. Este modelo incorpora leyes de separación por tracción para fracturas de modo I, modo II y modo III, con un comportamiento de modo mixto calibrado utilizando datos experimentales. Su aplicación es especialmente valiosa para predecir fallos cohesivos en uniones adhesivas.
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