Application of Dic Technique for Monitoring of Deformation Process of Spr Hybrid Joints / Zastosowanie Techniki Dic Do Obserwacji Procesu Deformacji Hybrydowych Połaczen Typu Spr

Abstract

Digital Image Correlation (DIC) technique gives possibility to observe deformation process in many applications including self-piercing riveting (SPR) hybrid joint. The hybrid SPR joint consists of simple SPR joint made of two adherends, steel tubular rivet (total length of 5 mm) and an adhesive. The adhesive was applied before piercing process.For specimen preparation two different aluminum alloys were used: 2024 and 5005 (2mm thickness both) with tensile strength 400 and 160MPa, respectively. For better understanding of joint forming process and to allow DIC strains observation during the joint creation, a special holder was designed with precisely polished die. The tests were performed by application of the 100kN servo-hydraulic machine, which recorded time, load, displacement and was synchronized with the DIC system.The joint forming process was carried out with 2 mm/min constant speed. During piercing process rivet and upper surface of the adherend were observed and the major strain states were estimated. The uniaxial tensile tests of single lap joints (SLJ) up to the final failure were performed and the displacements and the strains were recorded. In particular the rivet deformation was observed also during the whole loading process.The hybrid SPR joints are very effective, because the load capacity and energy absorption increase more than 1.5 times in comparison to the simple SPR joints.Keywords: DIC, SPR, joining process, hybrid joint Technika Cyfrowej Korelacji obrazu (DIC) pozwala na obserwacje procesów deformacji w różnych aplikacjach -w tym dla hybrydowych połączeń typu SPR (przebijanych za pomocą nita). Hybrydowe połączenie typu SPR składa się ze standardowego połączenia SPR -próbka jednozakładowa przebita stalowym nitem pół-rurkowym (długość całkowita 5 mm) oraz warstwy kleju pomiędzy zakładkami naniesionego przed procesem przebijania. Do stworzenia próbek zostały użyte dwa typu aluminium o różnej plastyczności 2024 i 5005 o grubości 2 mm każdy i wytrzymałości odpowiednio 400MPa i 160 MPa. W celu pełniejszego zrozumienia procesu formowania się złącza został zaprojektowany specjalny uchwyt z precyzyjnie wyszlifowaną matrycą. Badania zostały przeprowadzone przy pomocy maszyny osiowej o zakresie 100kN, zsynchronizowaną z systemem DIC.Proces tworzenia się złącza był prowadzony ze stałą prędkością 2 mm/min. Podczas procesu tworzenia złącza obserwowano nit oraz górną powierzchnię łączonych blach i główne odkształcenia zostały wyznaczone. Badania przeprowadzono na próbkach zakładkowych do ich zniszczenia rejestrując przemieszczenia i odkształcenia. W szczególności obserwowano deformację nita w całym procesie deformacji.Hybrydowe połączenia typu SPR są bardzo efektywne, ponieważ uzyskuje się wzrost siły przenoszonej przez połączenie i energii absorbowanej ponad 1.5 raza większych w porównaniu do prostego złącza typu SPR.

Experimental Interpretation of the Provisions of EN 13796-3 for Fatigue Testing of Cableway Gondolas

“…These systems are based on a similar principle of operation as 3D scanners. The dissemination of the aforementioned research method also results from the development of optical and digital technologies [23,24], which, combined with the development of appropriate software, allows for obtaining and processing a large number of results. In the case of fatigue tests of relatively large elements, it is crucial to accurately measure the permanent deformations of the structure.…”

Archive of Mechanical Engineering

“…Digital image correlation (DIC) is a powerful, non-contacting optical technique for full-field measurement of surface displacements. It has been adopted by a variety of different fields, including fracture [1][2][3][4], mechanics and bio-mechanics [5][6][7], thermal strain and buckling [8][9][10], modal analysis [11], and structure monitoring [12], thanks to its advantageous simple setup and operation, reusability, low cost, accuracy, and pervasive compatibility. First proposed and utilized by a group of researchers at the University of South Carolina in the 80's [13][14][15], DIC has experienced a great deal of advancements since that first research.…”

The Deformation Process of Thin-Walled Box Beams Joined by Rivets under Three-Point Bending

“…A combination of these elements along with energy absorption during impact is very important [1]. There are many joining techniques of thin-walled components, such as adhesion [2,3], welding and spot welding [4,5,6], clinching [7][8][9][10], riveting [11][12], and combinations of the aforementioned [13][14][15][16][17][18][19][20], are used most frequently.…”