이종재료 접합을 위한 헬리컬 SPR용 앤빌의 설계 (Design of Anvils for Helical SPR to Join Dissimilar Materials)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 42권 / 5호 / 455 ~ 460페이지
· 저자명 : 박명수, 임재범, 조해용

초록

Self-piercing rivet(SPR)은 둘 또는 그 이상의 이종재료 접합을 위해 사용되는 결합용 기계요소로써, 일반적인 리벳 접합과는 다르게 사전에 홀 가공이 필요 없는 장점이 있다. SPR은 상부판재를 피어싱하고 하부판재와 함께 소성 변형되어 결합된다. 차체에 사용하는 강판의 강도를 높이면 두께를 줄여도 강도를 유지 할 수 있어 경량화가 가능해 고장력 강판의 사용이 요구되고 있다. 인장강도 1470 MPa 급의 상부판재를 피어싱하기 위해 나선형 형상의 리브를 갖는 헬리컬 SPR의 적용이 필요하다. 리베팅 장치는 접합력을 제공하는 펀치 유닛, 가이드 역할과 판재의 들뜸을 방지하는 홀더, SPR과 판재를 결합시키는 앤빌로 구성된다. 하부판재 밑에 받치는 앤빌의 형상에 따라 헬리컬 SPR의 접합성은 달라진다. 따라서 본 연구에서는 상용유한요소 해석프로그램인 DEFORM-3D를 이용하여 앤빌의 형상에 대한 접합 시뮬레이션 하여 접합성이 우수한 앤빌을 설계하였다. 또한 접합 및 분리 실험을 통해 설계한 앤빌을 사용하였을 때 접합성이 증가함을 확인하였다.

영어초록

A self-piercing rivet (SPR) is a mechanical component for joining two or more dissimilar materials such as aluminum alloy and steel. The SPR directly pierces the upper sheet and joins with the lower sheet without the piercing process. Advanced high-strength steel is being used to reduce the weight of the vehicle. An SPR with helical ribs (helical SPR) is required to pierce the upper sheet of 1470-MPa grade metal. The riveting device consisted of a punch unit, holder, and anvil. The joinability increased with the combined amount of the rib and the lower sheet, and it depended on the shape of the anvil. Thus, the shape of the anvil was designed for good joinability using the commercial finite-element method code DEFORM-3D. The simulation and experimental results were compared. The anvil's performance was verified by means of a separation test of the joint, and the joining strength increased compared with initial strength.

참고자료

· 없음