Nitowanie bezotworowe blach miedzianych – wybrane aspekty

• Autorzy: Cacko R. , Goliński J. , Czyżewski P.

Identyfikatory

DOI

10.26628/ps.v90i2.861

Warianty tytułu

EN

Selected aspects of SPR copper sheets joining

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda bezotworowego nitowania blach swój rozwój zawdzięcza głównie zmieniającym się wymaganiom w przemyśle motoryzacyjnym ze względu na zastosowanie nowych materiałów, zwłaszcza na elementy karoserii, i konieczności ich efektywnego łączenia. Obserwowane tendencje do stosowania w konstrukcjach elementów lekkich, a przy tym wytrzymałych, wykonanych ze stopów aluminium, kompozytów, tworzyw sztucznych itd., są tego przykładem. W referacie zaprezentowano wybrane aspekty prób zastosowania procesu nitowania bezotworowego do łączenia blach miedzianych. Zastosowano opracowaną wcześniej procedurę modelowania numerycznego procesu tworzenia połączenia i jego obciążania. Analizy numeryczne zostały zweryfikowane eksperymentalnie przy wykorzystaniu przemysłowego stanowiska badawczego wykorzystującego specjalny przyrząd wyposażony w zaprojektowany tor pomiarowy. Do symulacji wykorzystano komercyjne oprogramowanie ogólnego przeznaczenia MSC.Marc, służące m.in. do modelowania zjawisk o charakterze nieliniowym. Zaprezentowane wyniki mają charakter jakościowy i stanowią początek działań podejmowanych w ramach współpracy z firmą produkcyjną, mającej na celu optymalizację oraz opracowanie wewnętrznych wytycznych do projektowania połączeń blach miedzianych.

EN

The self-piercing riveting – SPR – for sheet metal joining owes its development mainly to the changing requirements of the automotive industry due to the use of new materials, especially for the body parts, and the need for their efficient joining. The observed trends to use for the structural components lightweight, yet durable, aluminum alloys, composites, plastics, etc., are examples of this tendency. The paper presents selected aspects of the attempts to use the SPR method for joining copper sheets. A numerical modeling of the process of joint formation and its loading was introduced. These analysis were verified experimentally using an industrial set-up consisting of a mobile unit for riveting equipped with a specially designed components for a measuring track settting. Simulation were carried out with commercial software based on the finite element method MSC.Marc, dedicated for the nonlinear analysis. The presented results are of a qualitative nature and are the beginning of activities undertaken in cooperation with the production company, aimed at optimizing and developing internal guidelines for the design of copper sheet joints.

Słowa kluczowe

PL

nitowanie bezotworowe; łączenie mechaniczne; modelowanie numeryczne; blacha miedziana

EN

self-piercing riveting; mechanical joining; numerical modelling; copper sheet

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 90, nr 2
• Strony: 45--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Cacko R.

• Politechnika Warszawska

autor

Goliński J.

• Politechnika Warszawska

autor

Czyżewski P.

• Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Cacko R., Czyżewski P.: Numeryczne modelowanie kształtowania i obciążania połączeń nitowanych bezotworowo, in Polish, Przegląd Mechaniczny, 2005, nr 7-8, s. 50-53.
• [2] Wang C.C., Kam H.K., Cheong W.C.: Effect of tool eccentricity on the joint strength in mechanical clinching process, Proceedings of the 11th International Conference on Technology of Plasticity.
• [3] Cacko R., Czyżewski P.: Verification of numerical modeling of the SPR joint by experimental stack-up, Proc. Of Computer Methods in Materials Science Vol. 7, 2007, no. 1, pp.124-130.
• [4] Cacko R.: Review of different material separation criteria in numerical modeling of the self-piercing riveting process – SPR, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2008, Vol. VIII, No. 2, pp. 21-31.
• [5] Cacko R., Czyżewski P., Kocańda A.: Initial Optimization of Self-Piercing Riveting Process by Means of FEM, The 10th Int.Conf. METAL FORMING 2004, 19-22 Wrzesień 2004, Akademia Górniczo-Hutnicza KRAKÓW, Steel Grips 2 (2004) Suppl. Metal Forming, pp. 307-310.
• [6] Cacko R., Czyżewski P.: Analiza wpływu modyfikacji kształtu matrycy i nitu na proces nitowania bezotworowego SPR, Przegląd Mechaniczny, nr 7-8, 2007, s. 41-44.
• [7] Hahn O., Schulte A.: Performance and Reliability of Self-Piercing Riveted Joints in Steel and Aluminum Alloys. Mechanical Fastening Seminar, Troy, Michigan, January 1998, pp. 1-13.
• [8] Bokhari N., LaPensee M.: Self-Piercing Riveting in Automotive Applications. Mechanical Fastening Seminar, Troy, Michigan, January 1998, pp. 17-22.
• [9] TWI World Centre for Materials Joining Technology – Self-Piercing Riveting database, available at www.twi.co.uk.
• [10] Porcaro, R., Hanssen, A.G., Langseth, M., Aalberg A.: Self-piercing riveting process: An experimental and numerical investigation, Journal of Materials Processing Technology, 171, 2006, pp. 10-20.
• [11] Abea, Y., Kato, T., Mori, K.: Joinability of aluminium alloy and mild steel sheets by self piercing rivet, Journal of Materials Processing Technology, 177, 2006, pp. 417-421.
• [12] Porcaro R., Hanssen A.G., Langseth M., Aalberg A.: The behaviour of a self-piercing riveted connection under quasi-static loading conditions, International Journal of Solids and Structures 43, 2006, pp. 5110-5131.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).