Finite element methods used in clinching process

Qin, Denglin; Chen, Chao; Ouyang, Yawen; Wu, Jian‐Ying; Zhang, Huiyang

doi:10.1007/s00170-021-07602-5

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“…Una característica que se observa en la evaluación de modelos 3D, es la incertidumbre de la aplicación de las cargas y su efecto en todo el entorno, por lo que se ha considerado como un problema en las simulaciones por medio de FEM como se observa en el trabajo [35], aunado a esto [36] que los modelos de aprendizaje automáticos como lo son las simulaciones permiten resolver problemas con valores límites, a su vez fortalece el proceso que permite mejorar las restricciones para análisis a futuro, en este caso, la junta mecánica tiene la opción de anidar variables físicas en la aplicación de las simulaciones para obtener los valores límite que se observaron en los datos obtenidos por el análisis. En la tabla 5, se describen las características físicas beneficiadas con el proceso de la simulación con FEM, lo cual permite estructurar áreas de oportunidad.…”

Section: Figura 5 Gráficos De Dispersión Como Resultadosunclassified

Control del mallado con FEM para caracterizar una junta mecánica en aplicaciones de investigación y prototipaje

González-Sosa,

Ávila-Soler

2024

Rev. Ci. Tec.

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Una de las características clave de los sellos mecánicos es lograr una estanqueidad efectiva entre dos piezas mecánicas para evitar el desplazamiento y las fugas de refrigerante en aplicaciones industriales. Actualmente la mayoría de estos elementos se producen utilizando neopreno, cartón comprimido, papel alquitranado, grafito laminado, por lo que buscamos producirlos utilizando materiales ABS y PLA. Para el diseño se utilizó software CAD con licencia educativa destinada a educadores e investigadores, posteriormente se realiza un análisis de elementos finitos según las especificaciones del producto. En este sentido, se ha identificado la importancia del FEM como herramienta de evaluación en el contexto de esta tendencia de utilizar tecnologías innovadoras para la investigación. Como parte de los resultados, los datos obtenidos permiten seleccionar tanto las variables como las propiedades físicas de la biela y pueden ser utilizados para desarrollar proyectos y estudios de esta naturaleza aplicables en casos de estudio relacionados con la Ingeniería mecánica, mecatrónica, industrial y electrónica. Finalmente, las variables Factor de Seguridad (FS), Von Mises Stress (VM) y YZ Stress, se analizan después de la simulación mediante FEM, proporcionando un rango de valores para su uso en aplicaciones de ingeniería con diferentes técnicas en las que se utilizan bielas, FS [ 0,55, 12,26], VM [1,63, 36,45], YZ [-1,36, 10,13]. En cuanto a los demás resultados presentados en este estudio, el coeficiente de correlación se utiliza como parte estadística con gráficos para evaluar la simulación, la dependencia de variables y parámetros relevantes para el estudio de caso, por lo que se observó una fuerte relación entre las variables; esfuerzo plano, deformación, desplazamiento y el esfuerzo de Von Mises, cuyos valores oscilan entre 0,87 y 0,99, mostrando una fuerte relación entre estas variables y, para las demás, se debe considerar mejorar la relación y aumentar el coeficiente.

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Section: Figura 5 Gráficos De Dispersión Como Resultadosunclassified

Control del mallado con FEM para caracterizar una junta mecánica en aplicaciones de investigación y prototipaje

González-Sosa,

Ávila-Soler

2024

Rev. Ci. Tec.

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“…In the second process step, the clinched joint is pressed together into a thinner shape using additional tools. In [13], a comprehensively overview about the recent advances in the application of finite element methods on clinching process was carried out. That includes influencing factors and parameters like tool geometries and processing parameters.…”

Section: Influence Of Component Properties Joining Tools and Elements...mentioning

confidence: 99%

Analysis of Machine-Sided Influences during Clinching

Grimm

Drossel

2022

KEM

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Mechanical joining techniques like clinching are standard joining techniques for processing aluminum and steel alloys in the automotive car body manufacturing. When using conventional methods, joints will have a high quality after a finally tool check on a specific joining press system. However, if the press system during manufacturing will changed, it can occur that joints get other quality values e.g. smaller interlock. The reason for that has multiple influences,this paper considers especially the press-sided ones. With optical measurements of press deformation and punch speed during real joining processes, new 3D-halfsymmetric simulation models were built up, which take into account of press-side behavior such as joining velocity and angular as well as lateral misalignment of the joining tools during clinching process. Sensitivity analyses identifies significant influencing variables. On the base of this, equations of quality changes can be determined. Finally, this allows better prediction of the modification about joint quality after a press change from system A to B or C during manufacturing.

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“…However, it need two steps, which increases the complexity of the process. In another study, The finite element method is popularized in mechanical clinching for it can get similar results to the experiment and require less time, manpower, material resources, and energy [25][26][27]. At the same time, orthogonal test [28], Taguchi experiment and other analysis methods were used to analyze the relationship between influencing factors and joint performance.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simulation of dieless clinching process considering the limit of blank holder

Wang

Han²,

Li³

et al. 2023

Mechanics & Industry

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The low strength and large protrusion of the traditional dieless clinched joint hindered its application. To improve the mechanical properties of the dieless clinched joint, a novel dieless clinching process considering the limitation of the blank holder was proposed. The finite element model of the dieless clinching process was established by DEFORM-2D, the influences of the blank holder spring stiffness, the blank holder limit height, and the punch diameter on the mechanical interlock of the joint were analyzed, and the influence laws of blank holder spring stiffness and blank holder limit height on material flow and mechanical interlock were obtained. Then, the influence of these three die parameters and their interaction on the joint interlock were analyzed using the response surface method. The results show that the blank holder displacement plays a key role in the formation of mechanical interlock in the dieless clinching process. Reasonable limit height and spring stiffness of the blank holder can control the flow direction of materials, so as to improve the mechanical interlock and the strength of dieless clinched joints. It provides a new idea for improving the dieless clinching process.

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Finite element methods used in clinching process

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Control del mallado con FEM para caracterizar una junta mecánica en aplicaciones de investigación y prototipaje

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Analysis of Machine-Sided Influences during Clinching

Simulation of dieless clinching process considering the limit of blank holder

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