The application of clinching techniques to join impact energy absorbing thin-walled aluminium sections

• Autorzy: Gronostajski Z. , Polak S.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody przetłaczania do łączenie aluminiowych profili cienkościennych absorbujących energie zderzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Energy absorption by thin-walled aluminium elements joined by clinching with round tools (R-PJ) and that by such elements joined by spot welding (SW) are compared. Owing to their advantageous strength-to-specific gravity ratio (whereby fuel consumption can be re-duced by reducing vehicle weight) aluminium alloys are increasingly used in the production of modern cars. But the alloys are poorly weldable and so other techniques of joining aluminium alloy constructions are sought. An example of such a technique is clinching (forcing through). Dynamic deformation tests carried out on thin-walled sections joined by clinching and by welding showed that the clinching technique can be used to join controlled crushing zone elements in cars.

PL

W pracy przedstawiono porównanie pochłaniania energii poprzez aluminiowe elementy cienkościenne łączone metodą przetłaczania narzędziami okrągłymi (R-PJ) oraz zgrzewania punktowego (SW). Stopy aluminium ze względu na korzystny parametr konstrukcyjny wytrzymałości do ciężaru właściwego są coraz częściej stosowane w budowie nowoczesnych samochodów, jest to związane z dążeniem do zmniejszenia zużycia paliwa poprzez zmniejszenie masy pojazdów. Z drugiej strony natomiast stopy aluminium należą do materiałów, które są trudno zgrzewalne, dlatego poszukiwanie są innych metod do łączenia takich konstrukcji, przykładem takiej metody jest łączenie poprzez przetłaczanie. Przeprowadzone w pracy badania dynamicznego odkształcania profili cienkościennych łączonych przetłaczaniem i zgrzewaniem wykazały, że metodę przetłaczania również można stosować do łączenia elementów przeznaczonych na strefy kontrolowanego zgniotu w samochodach.

Słowa kluczowe

EN

clinching; spot welding; aluminium; energy absorbing

PL

przetłaczanie; aluminium; zgrzewanie punktowe

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 3
• Strony: 695--703
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gronostajski Z.

autor

Polak S.

• INSTITUTE OF MECHANICAL ENGINEERINGAND AUTOMATION, WROCŁAW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 50-371 WROCŁAW, 5 ŁUKASIEWICZA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] M. D. White, N. Jones, Experimental Quasi-static Axial Crushing of Top-hat and Double-hat Thin-Walled Sections, International Journal of Mechanical Sciences 41, 179-208 (1999).
• [2] Abramowicz, T. Wierzbicki, Axial Crushing of Multicorner Sheet Metal Columns, Journal of Applied Mechanics 56, 113-120 (1989).
• [3] E. Rusiński, A. Kopczyński, J. Czmochowski, Tests of thin-walled beams joined by spot welding, Journal of Materials Processing Technology, 157-158 (2004).
• [4] J. M. Alexander, An approximate analysis of the collapse of thin cylindrical shells under axial loading, Quart. J. Mech. Apply. Math 13, 10 (1960).
• [5] R. Kuziak, R. Kawalla, S. Waengler, Advanced High Strength Steels for Automotive Industry, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8, 2, 103-118 (2008).
• [6] A. Grajcar, W. Borek, Thermo-mechanical processingof high-manganese austenitic TWIP-type steel, Archives of Civil and Mechanical Engineering 4, 29 (2008).
• [7] M. Adamczyk, D. Kuc, E. Hadasik, Modelling of structure changes in TRIP type steel during hot deformation, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8, 3, 5-13 (2008).
• [8] J. P. Varis, J. Lepisto, A simple testing-based procedure and simulation of the clinching process using finite element analysis for establishing clinching parameters, Thin-Walled Structures 41, 691-709 (2003).
• [9] O. Hahn, M. Horstmann, Mechanical Joining of Magnesium Components by Means of Inductive Heating - Realization and Capability, Materials Science Forum 539-543, 1638-1643 (2007).
• [10] R. Neugebauer, M. Todtermuschke, R. Mauermann, F. Riedel, Overview on the State of Development and the Application Potential of Dieless Mechanical Joining Processes, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8, 4, 51-60 (2008).
• [11] Z. Gronostajski, S. Polak, Quasi-static and Dynamic Deformation of Double-hat Thin-walled Element of Vehicle Controlled Body Crushing Zones Joined by Clinching, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8, 2, 57-66 (2008).
• [12] R. Cacko, Review of Different Material SeparationCriteria in Numerical Modeling of the Self-piercing Riveting Process - SPR, Archives of Civil and Mechanical Engineering 8, 2, 12-30 (2008).
• [13] J. Gronostajski, Z. Gronostajski, A. Niechajowicz, S. Polak, M. Struś, A. Tobota, P. Wiewiórski, P. Zając, Measurement system of „crash-test” experiments, Archives of Civil and Mechanical Engineering 4, 2, 5-23 (2004).