Tema4_UnionesAdhesivas_EIAE_2015

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Uniones adhesivas .VS. mecánicas
 VENTAJAS
 Superficie libre de irregularidades, aerodinamicamente limpia
 No se requieren taladros, que debilitan el material base
 Distribuye los esfuerzos en la linea de unión, reduce la concentración
 Produce uniones más rigidas, de igual resistencia y mas ligeras
 Permite unir materiales distintos, acomoda diferencias de CTE
 En laminados, no requiere secuencia especial de apilamiento
 INCONVENIENTES
 Variabilidad de las propiedades del adhesivo con la temperatura
 La preparación de superficies es crítica
 Menor fiabilidad, los procedimientos de NDE son menos robustos
 Durabilidad, degradación por humedad ambiental
 En laminados, induce tensiones de pelado y fallo por delaminación
Unión pegada y remachada
Unión mixta. Reparto de cargas
Cálculo de uniones adhesivas
Efecto de la plasticidad aparente del adhesivo
Plasticidad aparente de los adhesivos
Geometría adecuada de la unión 
Envejecimiento de uniones adhesivas
Recomendaciones para el diseño de uniones 
adhesivas
 La unión debe diseñarse para que el adhesivo trabaje a cortadura,
minimizando los esfuerzos de tracción normal y pelado.
 La geometría de unión debe escogerse en función del espesor de los
adherentes, como indica la figura . No son válidos ensayos a escala, ya
que no se escala igualmente el parámetro, donde interviene el espesor de
la película adhesiva.
 La unión a solape simple solo es aceptable para pieles muy delgadas, y si
se evita el momento flector provocado por la excentricidad de la línea de
carga. La longitud de solape recomendada es 80 t, para CFRP cuasi-
isotropo.
 En las uniones a solape doble, con o sin bisel, la longitud recomendada es
30 t. El bisel tiene por objeto reducir el pelado, la pendiente recomendada
es 1:10.
Rec. Uniones adhesivas II
 En las uniones escalonadas, se recomienda como máximo dos laminas a 0º
(0.36 mm) por escalón. Cuando se incluyen otras orientaciones, la
dimensión del escalón puede ser 1 X 10 mm.
 La unión simétrica en bisel solo se acepta en uniones cocuradas metal-
laminado, en cuyo caso la pendiente recomendada es 1:50. En
reparaciones, o para la unión de laminados curados, la unión en escalones
es preferida, por asegurar mejor las tolerancias.
 La orientación de la lámina en contacto con el adhesivo, referida a la
dirección principal de carga, es 0º (preferida), +-45º (aceptable), nunca a
90º, ya que se daría fallo prematuro por delaminación.
 Deben escogerse adhesivos dúctiles, más tolerantes a posibles
imperfecciones de diseño o de producción. En el análisis de la unión, no
debe sobrepasarse el régimen elástico, ya que la zona central descargada
evita una fluencia apreciable en la unión.
Rec. Uniones adhesivas III
 Emplear par el diseño las propiedades del adhesivo en condiciones de
calor-humedo, como las más limitativas.
 Para caracterizar adhesivos, emplear ensayos normalizados con
adherentes gruesos, para obtener la curva completa esfuerzo cortante –
deformación angular.
 Cuando los adherentes son de igual rigidez, la distribución de esfuerzos
cortantes es más simétrica. Cuando un adherente es más rígido concentra
la transmisión de carga en su extremo.
 Diferentes coeficientes de expansión térmica generan tensiones internas
significativas.
Modos de fallo de las 
uniones mecánicas
Eficacia de las uniones mecánicas en 
MtC
Parámetros de diseño de la unión 
mecánica
Carga tangencial y radial
Concentración de esfuerzos en 
uniones y taladros
Carga reaccionada Carga pasante
Factor 
de 
concen
tración
Eficacia 
estructu
ral
Reparto de cargas en hileras múltiples, 
espesor uniforme
NOTA: No incluye la flexibilidad de los bulones
Cálculo de la resistencia del taladro
Recomendaciones para el diseño de 
uniones mecánicas
 Los parámetro de la geometria de union se resumen en la figura 22. Distancia
relativa a bordes mayor de 3 diametros, distancia entre centros y entre filas 4
diametros. Con ello se evitan los modos de fallo distintos del aplastamiento local.
 Dos filas paralelas es la situación óptima, filas adicionales incrementan poco la
resistencia total. La primera fila de taladros, que soporta carga pasante y
reaccionada, es la más crítica para romper en tensión neta. Una disminución
progresiva de espesores redistribuye mejor la carga trasnferida en cada fila, pero
complica la fabricación de los laminados.
 Para configuraciones razonables (porcentaje de láminas a 0º < 50 %, laminas a +-
45º del 40 al 60%), el valor de resistencia a aplastamiento es bastante uniforme. Se
requiere comprobar el dato mediante ensayos con el laminado y espesor que se va
a emplear en la estructura real. Su valor cambia significativamente con el par de
apriete. Bloquear las tuercas para evitar que se aflojen en servicio, o utilizar
valores conservativos.
Recomendaciones para el diseño de 
uniones mecánicas II
 En el mejor de los casos, la resistencia de la unión puede ser la 
mitad de la resistencia de ese laminado. En las uniones debe estar 
previsto un engrosamiento local de espesores. 
 La flexión del bulón, o su giro por excentricidad de la carga, 
disminuye la resistencia total. La resistencia a solape simple es 
netamente inferior al solape doble, porque los esfuerzos de 
aplastamiento no serán uniformes en el laminado. 
 El diametro de los taladros debe entre una a dos veces el espesor 
de los laminados a unir. 
 La profundidad de avellanado debe ser inferior al 70% del 
espesor del laminado. 
 
Reparaciones en campo
Panel rigidizado para reparación
Reparación con parche
Reparación con adhesivos