Technological problems and experimental investigation of hybrid: clinched - adhesively bonded joint

• Autorzy: Balawender T. , Sadowski T. , Kneć M.

Warianty tytułu

PL

Zagadnienia technologiczne i badania eksperymentalne w połączeniach hybrydowych: klinczowo-adhezyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The choice of proper joining technology is an essential aspect of designing and manufacturing activity. New product designs enforce joining different materials in a new joining method. Clinching is a relatively new joining technology in which sheet metal parts are deformed locally without use of any additional element. Combining clinching with adhesive bonding seems to be interesting hybrid joining method with new potential applications in manufacturing industry. The paper deals with discussion of technological aspects and experimental investigations of clinched lap joints of different metal strips combined with their adhesive bonding, which can be applied for different branches of engineering. The main purpose of using different types of sheet metals was to analyze their influences on the geometry and mechanical strength of the clinched joint. The experiments with application of Digital Image Correlation (DIC) system ARAMIS allowed for exact monitoring of the deformation process of considered hybrid joint. The clinched joint test specimens were carried out with laboratory test-stand which consisted of a pair of tools (punch and die) attached to C-frame hydraulic press.

PL

Wybór właściwej technologii łączenia stanowi istotny aspekt projektowania i wytwarzania. Projektowanie nowych produktów wymusza łączenie różnych materiałów za pomocą nowych technologii. Łączenie przetłaczaniem (klinczowanie) jest relatywnie nową technologią, w której różne części metalowe łączone są poprzez lokalną deformację bez zastosowania dodatkowych elementów. Równoczesne zastosowanie klinczowania i klejenia łączonych elementów jest interesującą propozycją hybrydowego połączenia z nowymi potencjalnymi możliwościami zastosowania w przemyśle wytwórczym. W pracy przedyskutowano aspekty technologiczne i badania eksperymentalne klinczowych połączeń zakładkowych wykonanych z różnych materiałów w połączeniu z techniką klejenia, które mogą być zastosowane w różnych gałęziach inżynierii. Głównym celem pracy było zastosowanie różnych materiałów metalicznych, aby przeanalizować ich wpływ na geometrię i mechaniczną wytrzymałość połączeń hybrydowych. Badania wspomagane były przy pomocy cyfrowego systemu przetwarzania obrazów ARAMIS, który pozwala na dokładne monitorowanie całego procesu deformacji rozpatrywanego połączenia hybrydowego. Złącza klinczowe na próbkach stosowanych w badaniach wykonywano na laboratoryjnym stanowisku badawczym wyposażonym w prasę ramową typu C z zamontowanym zestawem narzędzi (stemplem i matrycą).

Słowa kluczowe

EN

clinching; hybrid clinched - adhesive joints; digital image correlation system

PL

złącza klinczowe; klinczowo-adhezyjne połączenia hybrydowe; cyfrowy system przetwarzania obrazu

• 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: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 2
• Strony: 438--446
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Balawender T.

autor

Sadowski T.

autor

Kneć M.

• Technical University of Rzeszów, 35-959 Rzeszów, 8 Powstańców Warszawy Str., Poland

Bibliografia

• [1] T. A. Barnes, I.R. Pashby, Joining techniques for aluminium spaceframes used in automobiles. Part II - adhesive bonding and mechanical fasteners. J Mater Proc Techn 99, 72-79 (2000).
• [2] J. P. Varis, J. Lepistö, A simple testing - based procedure and simulation of the clinching process using finite element analysis for establishing clinching parameters. Thin-Walled Struct. 41, 691-70 (2003).
• [3] J. Varis, Ensuring the integrity in clinching process. J Mater Proc Techn 174, 277-285 (2006).
• [4] N. Nong, O. Keju, Z. Yu, Q. Zhiyuan, T. Changcheng, L. Feipeng, Research on press joining technology for automotive metallic sheets. J Mater Proc Techn 137, 159-163 (2003).
• [5] M. Oudjene, L. Ben-Ayed, On the parametrical study of clinching joining of metallic sheets using the Taguchi method. Eng Struct 30, 1782-1788 (2008).
• [6] M. Oudjene, L. Ben-Ayed, Shape optimization of clinching tools using the response surface methodology with Moving Least-Square approximation. J Mater Proc Techn 209, 289-296 (2009).
• [7] V. Jayasekara, K.H. Min, J.H. Noh, M.T. Kim, J.M. Seo, H.Y. Lee, B.B. Hwang, Rigid-lastic and elastic-plastic finite element analysis on the clinching joint process of thin metal sheets. Met Mater Int 16, 339-347 (2010).
• [8] Ch. J. Lee, J. Y. Kim, S. K. Lee, D. Ch. Ko, B. M. Kim, Design of mechanical clinching tools for joining of aluminium alloy sheets. Mat Design 31, 1854-1861 (2010a).
• [9] Ch. J. Lee, J. Y. Kim, S. K. Lee, D. Ch. Ko, B. M. Kim, Parametric study on mechanical clinching process for joining aluminium alloy and high-strength steel sheets. J Mech Sci Technol 24, 123-126 (2010b).
• [10] X. He, Recent development in finite element analysis of clinched joints. Int J Adv Manuf Technol 48, 607-612 (2010).
• [11] M. Carboni, S. Beretta, M. Monno, Fatigue behavior of tensile-shear loaded clinched joints. Eng Fract Mech 73(2), 178-190 (2006).
• [12] A. A. de Paula, M. T. P Aguilar, A. E. M Pertence, P. R. Cetlin, Finite element simulations of the clinch joining of metallic sheets. J Mater Process Technol 182(1-3), 352-357 (2007).