Mechanical press joining has been used in sheet metal joining processes because of its simple process and possibility of joining dissimilar metals, such as steel and aluminum. The strength of mechanical press joining varies with joining conditions. The optimum joining conditions considering tensile-shear and peel-tension strength have to be established to assure the reliability in the joining strength. Therefore, optimization of joining conditions has been investigated for improving joining strength of sheet metal. It is possible to obtain optimum strength from improvement on the joining strength of peel-tension mechanical press joint under multiaxial stress states.
In order to reduce the weight of the blow motor case and to maintain the strength of the motor joint, the mechanical joining strength is to be predicted. The true stress - true strain curves for finite element analysis were obtained through tensile tests of HGI and DP 780 steel. The mechanical joining strength was predicted through an explicit finite element analysis and the accuracy of the predicted results was verified by actual sample test. The regression equation for predicting the mechanical joining strength to the thickness of the DP 780 steel was derived. The minimum thickness of DP 780(1.2mm), which is equivalent to the joining strength of HGI(2.6mm), was derived from the equation.
The mechanical joining process of a sheet metal pair has been developed in order to replace the resistance spot welding process in case that joining of mechanically unweldable materials and coated sheet metals with different thickness are needed. Form-joining or clinching, a kind of mechanical joining process, is defined as joining process of a sheet metal pair by geometric constraint imposed by plastic deformation of workpieces without any additive part. It has been reported that the joining strength by commercial form-joining apparatus is 50∼70 percent of that by resistance spot welding. Therefore, a two-step form-joining process with a secondary punch is proposed. The device is designed to improve the joining strength by increasing the geometric constraint of the deformed shape by combining a primary punch, a secondary punch and a female die. In order to verify the improved joining strength by the designed process, the tensile-shear strength, the peel-tension strength and the asymmetric peel-tension strength are compared with those by the TOX process and resistance spot welding.
There are being a lot of studies for achievement of high speed Dehydration, high-strength and Lightweight of washing machine in the latest washing machine business. It is essential that Press-joining Strength of Spin Drum Seaming division is improved .to attain that target. Generally, we are using Mechanical press-joining by Seaming and T.I.G (Tungsten Inert Gas) welding among part joint method. Mechanical press-joining method that is mainly using for Stainless Steel (STS430) Drum have lots of merit that consumption of energy is low more than welding and production costs cut down and generation of the corrosion is solved by removing weld zone defect and materials having different properties are enable to join without special equipment. But, it is difficult to realize joint strength required at high speed operation because joint strength of mechanical press-joining method is low remarkably in comparison with welding. Also, there are a lot of analysis difficulties and very limited research is under way due to the dynamic factor such as multistage plastic working, elastic recovery, residual stress etc. The results of this study show optimal joining condition for mechanical press-joining by performing lots of tensile joining strength test with various specimen under multi-change of important design factor such as seaming width, bead area and bead depth etc.
With the development of pre-painted steel sheets for automotive body application, a new joining method is required such as hybrid joining with combination of adhesive bonding and mechanical joining. The objective of this study is to investigate the effect of pre- and post-baking of adhesive bonding on failure mode and strength of hybrid joining of automotive steel sheets. Experiments show that the hybrid joining exhibits better bonding strength and displacement than conventional adhesive joining and mechanical fastening each. Comparison of pre- and post-baked hybrid joining results suggested that baking at $160^{\circ}C$ after mechanical joining was found to have higher joining properties than pre-baking condition. The prebaking condition changed its fracture mode from interfacial to button fracture. The changes in fracture mode with post-baking of hybrid joining was attributed to variation in neck thickness and undercut of joint.
The tensile and fatigue experiments were conducted with tensile-shear specimens for investigating the strength of adhesive bonded and mechanical press joints of SPCC steel sheet used in the field of the automobile industry. The optimal punch press force was evaluated 50kN for combining epoxy adhesive bonding and mechanical press joining with a diameter of 8.3mm using SPCC sheet with a thickness of 0.8mm. The combining epoxy adhesive bonding and mechanical press joining exhibits the maximum tensile force of 750N. The fatigue strengths of the combination of adhesive bond and mechanical press joint and pure adhesive joint were evaluated 370N and 320N at 106cycles, respectively. These values correspond to 22% and 20% of their maximum tensile forces, respectively. However, the fatigue strength of the combination of adhesive bond and mechanical press joining was much lower than that of pure mechanical press joining.
The tensile and fatigue experiments were conducted with tensile-peel specimens for investigating on strength of adhesively bonded and mechanical press joints of aluminum sheet used in the field of the automobile industry. The combining epoxy adhesive bonding and mechanical press joining exhibits an increase in joining force as a result of interaction between static forces of the two joining methods. The fatigue strength of pure adhesive joint was measured as 91% of that of the combination of adhesive bond and mechanical press joint, suggesting that the interaction between the bonding and mechanical joining was about 9%.
SPR(Self-Piercing rivet) is mechanical element of joining sheet metal components without the need for pre-punched or pre-drilled holes. Newly designed SPR is developed for high joining strength and shearing strength than semi-tubular rivet. In this study, divided shank of self-piercing rivet were designed for joining DP440 and SILAFONT. Newly designed SPR was simulated by using FEM code DEFORM-3D. In simulations of SPR process, various shape of self-piercing rivet were considered for semi-tubular and newly designed SPR. In other to examine the joinability, joining load and lap-shear load of newly designed SPR were compared with semi-tubular by simulated results and experimental ones.
Recently, weight reduction of vehicles has been of great interest and consequently the use of low-density materials in the automotive industry is increasing every year. However, the substitution of one material for another is not simple because it accompanies several problems, for example, weakness in the strength and stiffness and difficulty in the joining. To overcome these problems, the structure of the automobile redesigned totoally. Aluminum spaceframe is rapidly being adopted as a body structure for accommodating lightness, stiffness and strength requirement. In aluminum spaceframe manufacturing, it is often required to join aluminum tube. However, there are few suitable methods for joining aluminum tube, so that much interest has been focused on testing suitable joining methods. Joining by electromagnetic forming (EMF) can be useful method in joining aluminum tube, which offers some advantages compared with the conventional joining methods. In this paper, joining by EMF was investigated as a pre-study for applying an automotive spaceframe. Finite element simulations and strength tests were performed to analyze the influence of geometric parameters on joint strength. Based on these results, configurations of axial joint and torque joint were suggested and guidelines for designing EMF joint were established.
The application as the parts of an automobile, using the property of GMT-Sheet, is increasing. In order to exchange the parts of an automobile for GMT-Sheet, at first, the establishment and problem of exact joining strength must be determined. We have studied it using composites which is not same each other fiber oriented condition so as to determine joining strength and joining condition of GMT-Sheet. In this study, the result of experiment of forming condition concerned joining problem of GMT-Sheet is this; joining efficiency of GMT-Sheet, increases as lap joint length L increases. Increase of compression ratio causes decrease of joining efficiency after of GMT-Sheet joining. In the viewpoint of recycling, randomly oriented composite of GMT-Sheet is desirable more than unidirectional oriented composite. We has better design the structure so as not to occur to stress centralization on the joining part.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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