Published January 1, 2018
| Version v1
Publication
Open
Experimental study of the mechanical strength and the failure of multi-sheet, multi-material spot-welded assemblies under pure and combined loading conditions
Creators
- 1. University of Sfax
- 2. Polytechnic University of Hauts-de-France
- 3. Laboratory of Industrial and Human Automation Control, Mechanical Engineering and Computer Science
- 4. French National Centre for Scientific Research
Description
Resistance Spot Welding (RSW) is widely used in the automotive industry thanks to its production convenience and cost effectiveness. Around four thousands spot welds are indeed employed to assemble the body-in-white. RSW of multiple sheets and combining multiple materials are increasingly realized. The Ultra-High-Strength Steels (UHSS) are particularly well suited for the entire range of structural parts requiring good crash resistance. However, the mechanical strength and the rupture of such new generation of RSW under multi-axial loadings is not yet well studied. The present work investigates the mechanical strength and the failure of a three-sheet spot welded assembly composed of two sheets of UHSS 22MnB5 and a third sheet of mild steel DX54D. An advanced experimental procedure is proposed for testing this assembly in pure and combined (tensile shear modes) modes I/II. Two types of specimen with different sheet thicknesses have been studied. The obtained results are analyzed to investigate the loading angle effect and the assembly configuration effect on the mechanical strength. Failure modes are also studied in relation with the increasing of the loading angle. Finally, the parameters of a macroscopic force-based failure criterion dedicated for FE crash modeling are identified.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يستخدم اللحام البقعي المقاوم (RSW) على نطاق واسع في صناعة السيارات بفضل سهولة الإنتاج وفعالية التكلفة. يتم بالفعل استخدام حوالي أربعة آلاف من اللحامات الموضعية لتجميع الجسم باللون الأبيض. يتم بشكل متزايد تحقيق مقاومة الصدمات من صفائح متعددة والجمع بين مواد متعددة. الفولاذ فائق القوة (UHSS) مناسب بشكل خاص لمجموعة كاملة من الأجزاء الهيكلية التي تتطلب مقاومة جيدة للاصطدام. ومع ذلك، لم يتم بعد دراسة القوة الميكانيكية وتمزق هذا الجيل الجديد من مخلفات الحرب تحت الأحمال متعددة المحاور بشكل جيد. يبحث العمل الحالي في القوة الميكانيكية وفشل مجموعة ملحومة موضعية من ثلاث صفائح تتكون من صفيحتين من UHSS 22MnB5 وصفيحة ثالثة من الفولاذ الطري DX54D. يُقترح إجراء تجريبي متقدم لاختبار هذا التجميع في الأوضاع النقية والمدمجة (أوضاع القص الشد) 1/2. تمت دراسة نوعين من العينات بسماكات صفائح مختلفة. يتم تحليل النتائج التي تم الحصول عليها للتحقيق في تأثير زاوية التحميل وتأثير تكوين التجميع على القوة الميكانيكية. كما يتم دراسة أوضاع الفشل فيما يتعلق بزيادة زاوية التحميل. أخيرًا، يتم تحديد معلمات معيار الفشل القائم على القوة العيانية المخصص لنمذجة تصادم المعدات الميدانية.Translated Description (French)
Le soudage par résistance par points (RSW) est largement utilisé dans l'industrie automobile en raison de sa commodité de production et de sa rentabilité. Environ quatre mille points de soudure sont en effet utilisés pour assembler le corps en blanc. Le RSW de plusieurs feuilles et la combinaison de plusieurs matériaux sont de plus en plus réalisés. Les aciers à ultra-haute résistance (UHSS) sont particulièrement bien adaptés à toute la gamme de pièces structurelles nécessitant une bonne résistance aux chocs. Cependant, la résistance mécanique et la rupture de cette nouvelle génération de DSR sous des charges multi-axiales n'est pas encore bien étudiée. Le présent travail étudie la résistance mécanique et la défaillance d'un assemblage soudé par points à trois feuilles composé de deux feuilles d'UHSS 22MnB5 et d'une troisième feuille d'acier doux DX54D. Une procédure expérimentale avancée est proposée pour tester cet assemblage en modes I/II purs et combinés (modes de cisaillement de traction). Deux types d'échantillons avec des épaisseurs de feuille différentes ont été étudiés. Les résultats obtenus sont analysés pour étudier l'effet de l'angle de charge et l'effet de la configuration de l'assemblage sur la résistance mécanique. Les modes de défaillance sont également étudiés en relation avec l'augmentation de l'angle de chargement. Enfin, les paramètres d'un critère de défaillance basé sur la force macroscopique dédié à la modélisation des collisions FE sont identifiés.Translated Description (Spanish)
La soldadura por puntos de resistencia (RSW) es ampliamente utilizada en la industria automotriz gracias a su conveniencia de producción y rentabilidad. De hecho, se emplean alrededor de cuatro mil soldaduras por puntos para ensamblar el cuerpo en blanco. La RSW de múltiples hojas y la combinación de múltiples materiales se realizan cada vez más. Los aceros de ultra alta resistencia (UHSS) son particularmente adecuados para toda la gama de piezas estructurales que requieren una buena resistencia al choque. Sin embargo, la resistencia mecánica y la ruptura de esta nueva generación de RSW bajo cargas multiaxiales aún no está bien estudiada. El presente trabajo investiga la resistencia mecánica y el fallo de un conjunto soldado por puntos de tres láminas compuesto por dos láminas de UHSS 22MnB5 y una tercera lámina de acero dulce DX54D. Se propone un procedimiento experimental avanzado para probar este conjunto en los modos I/II puro y combinado (modos de cizallamiento por tracción). Se han estudiado dos tipos de espécimen con diferentes espesores de lámina. Los resultados obtenidos se analizan para investigar el efecto del ángulo de carga y el efecto de la configuración del montaje sobre la resistencia mecánica. Los modos de falla también se estudian en relación con el aumento del ángulo de carga. Finalmente, se identifican los parámetros de un criterio de falla macroscópico basado en la fuerza dedicado para el modelado de choques FE.Files
epjconf_dymat2018_02009.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دراسة تجريبية للقوة الميكانيكية وفشل التجميعات متعددة الصفائح والمواد المتعددة الملحومة بقعة في ظل ظروف تحميل نقية ومدمجة
- Translated title (French)
- Étude expérimentale de la résistance mécanique et de la défaillance d'assemblages soudés par points multifeuilles et multi-matériaux dans des conditions de chargement pures et combinées
- Translated title (Spanish)
- Estudio experimental de la resistencia mecánica y la falla de conjuntos soldados por puntos de múltiples láminas y múltiples materiales en condiciones de carga pura y combinada
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2889969359
- DOI
- 10.1051/epjconf/201818302009
References
- https://openalex.org/W2016753078
- https://openalex.org/W2030192161
- https://openalex.org/W2063203917
- https://openalex.org/W2082020818
- https://openalex.org/W2083673361
- https://openalex.org/W2179769618
- https://openalex.org/W2581129842