O presente trabalho tem como objetivo o estudo do comportamento mecânico de adesivos estruturais para madeira, incluindo a caracterização completa, até à rotura, do seu comportamento em tração e ao corte. Com os ensaios realizados pretendeu-se averiguar as eventuais diferenças entre as propriedades em massa (bulk properties) e as propriedades in situ dos adesivos, mostrando também, neste caso, qual é a influência da espessura do adesivo sobre as suas propriedades mecânicas. Foram realizados ensaios de tração uniaxial em filmes de adesivo (ARALDITE® 2015) com diferentes espessuras, para determinação das propriedades mecânicas em massa, e ensaios de tração em juntas coladas topo a topo, para determinação das propriedades in situ. A caracterização do comportamento ao corte in situ foi realizada através da utilização do ensaio de Arcan. Foi também utilizado o ensaio shear lap para avaliar em que medida as propriedades elásticas do adesivo ARALDITE® 2015 em massa (identificadas através de ensaios de tração) ou in situ (identificadas através de ensaios de tração em junta colada topo a topo e em ensaios de Arcan) permitem prever o comportamento elástico do adesivo em juntas, onde está submetido a um estado de tensão complexo. Todos os ensaios realizados foram objeto de estudo prévio por elementos finitos, a fim de validar os métodos de identificação das propriedades mecânicas. Nos ensaios mecânicos foi utilizada a correlação digital de imagem para a medição dos campos cinemáticos (deslocamentos e deformações). Trata-se de uma técnica óptica, sem contacto, que é essencial para o estudo dos ensaios de adesivos em massa e in situ devido às suas reduzidas espessuras. Como material de base para os ensaios in situ escolhemos a madeira de Pinus pinaster.

The present thesis aims to study the quasi-state mechanical behaviour of wood structural adhesives, including the full characterization (up to rupture) of its behaviour both in traction and shear. With the tests carried out it was intended to ascertain the differences between the bulk and in situ mechanical properties of adhesives. Moreover, it was intended to examine the influence of adhesive thickness on its mechanical properties. Uniaxial tensile tests were performed on thin-film adhesive (ARALDITE® 2015) specimens with different thicknesses, in order to determinate the bulk mechanical properties. The in situ tensile properties were identified by means of tensile tests on adhesive butt-joints. The characterization of the in situ shear behaviour was done with the Arcan test. Shear-lap tests were used to assess how the bulk elastic properties (identified by tensile tests) or the in situ elastic properties (identified by adhesive butt-joint tensile tests and Arcan tests) of ARALDITE®2015 allow to predict its elastic behaviour. This test corresponds to a complex state of stress. All the tests carried out were previously simulated by finite element method in order to validate the identification methods of mechanical properties. Digital image correlation was used in mechanical tests to measure kinematic fields (displacements and deformations). It is an optical technique, with no contact, that is essential for bulk and in situ tests due to the small adhesive thickness. The adherent material chosen for the in situ tests was the Pinus pinaster wood.

Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica