Analysis of the influence of a rivet yield stress distribution on the micro-SPR joint - initial approach

• Autorzy: Presz W. , Cacko R.

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozkładu naprężenia uplastyczniającego w mikronicie na możliwość powstania połączenia w procesie mikro-SPR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the limitations related with joining several micro parts is the temperature generated during joining methods based on material heating. Temperature concentration could be a reason of severe difficulties with micro-manufacturing applications. It seems that modern mechanical joining technologies could significantly facilitate micro-parts fastening, since there is lack of temperature development during the process. Recently mechanical joining methods undergo considerable development and become more and more competitive in the industry. Among them, the self-piercing - SPR - technology is one of the most advanced and flexible. Initially, the automotive industry was a first application of the SPR, and then have been started to be use in other industry areas. In the paper, possibility of microrivet production by micro-forming with heat treatment elimination has been researched by means of FEM analysis. Required rivet strength is achieved by designed cold forming process and followed by effect of material hardening. Various stress distributions in the rivets are taken into account during numerical simulation to prove their influence on joining quality. Commercial FEM software MSC.Marc is used for numerical simulations.

PL

W łączeniu niektórych mikroelementów ograniczeniem doboru technologii jest możliwość wystąpienia miejscowych wzrostów temperatury. Warunek ten spełniają nowoczesne metody mechanicznego łączenia. W pracy opisano wstępną analizę zastosowania jednej z tych metod - nitowania bezotworowego. Metoda ta jest z powodzeniem stosowana w różnych dziedzinach techniki, ale nie była dotychczas użyta w odniesieniu do mikroelementów. W pracy przeanalizowano możliwość produkcji mikronitów technologią mikrokształtowania plastycznego na zimno. Efekt umocnienia materiału pozwala na wyeliminowanie standardowo stosowanej obróbki cieplnej. Na drodze symulacji MES porównano wpływ różnych sposobów uzyskania mikro-nitów na przebieg procesu mikrołączenia i jakość połączeń. Wykorzystano komercyjne oprogramowanie MSC.Marc.

Słowa kluczowe

EN

self-piercing riveting; micro-forming; micro-mechanical joining

PL

łączenie mikroelementów; nitowanie bezotworowe; mikronity; mikrokształtowanie plastyczne

• Wydawca: Springer ; Wrocław University of Science and Technology
• Czasopismo: Archives of Civil and Mechanical Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 10, no 4
• Strony: 69--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Presz W.

autor

Cacko R.

• Warsaw University of Technology, Narbutta 85, 02-524 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Presz W., Andersen B., Wanheim T.: Piezoelectric driven micro-press for microforming, Journal of Achievements in Materials, Vol. 18, No. 1-2, 2006, pp. 411-414.
• [2] Dae-Wook Kim, Jun Xu, Wei Li, Blake D.: Force characteristics of self-piercing riveting, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, Vol. 220, No. 8, 2006, pp. 1259-1265.
• [3] Abe Y., Kato T., Mori K.: Joinability of aluminium alloy and sheets by self piercing riveting, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 177, No. 1-3, 2006, pp. 417-421.
• [4] Presz W., Rosochowski A.: The influence of grain size on surface quality of microformed components, The 9th Int. Conf. ESAFORM, Glasgow, 26-28 April, 2006, pp. 587-590.
• [5] Presz W.: Contact phenomena in micro-blanking, The 11th Conf. ESAFORM, Lyon, April 23-25, 2008.
• [6] Olejnik L., Presz W., Rosochowski A.: Backward extrusion using micro-blanked aluminium sheet, The 12th Int. Conf. ESAFORM, Twente, Netherlands, April 27-29, 2009.
• [7] Cacko R., Czyżewski P.: Verification of numerical modelling of the SPR joint by experimental stack-up, Computer Methods in Material Science, Vol. 7, No. 1, 2007, pp. 124-129.
• [8] Rowe G.W.: Principles of industrial metal forming processes, Edward Arnold Ltd., 1986, pp. 30.
• [9] Cacko R., Czyżewski P., Kocańda A.: Initial optimization of self-piercing riveting process by means of FEM, Steel Grips, No. 2, 2004, pp. 307-310.