2023-07-No2-扣件技術新訊

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件技術新訊 (2023-07-No-2)：

#技術主題 : #鉚釘鉚接成形破裂CAE分析

鉚釘鉚接是汽車工業中常用的結合方式，不適當的鉚接力、模具設計和材料熱處理容易造成鉚釘破裂而導致鉚接失效。

Jasinski 等人[1] 利用 ABAQUS 模擬低碳鋼管狀鉚釘鉚接成形過程(低碳鋼 E215，降伏強度 320MPa，抗拉強度495MPa)，該鉚釘用於汽車安全氣囊模組，鉚接過程包括鉚釘受力彈性變形、塑性變形與模具移除後的應力釋放，鉚釘網格模型由六面體網格(凸緣成形區)與四面體(管身)所組成。從分析結果知，鉚接成形時鉚釘凸緣處為拉應力，鉚釘的管身(夾持部)為壓應力，凸緣處成形拉應力過大(677MPa)而導致鉚釘破裂，透過修改沖頭幾何造型能降低成形應力(500MPa)；除了成形應力累積造成鉚釘破裂外，進一步觀察材料微結構發現，在鉚接前的製管過程中，因退火過程的冷卻速率太慢，造成Fe3CIII、Fe與Mn3CIII等脆性析出物，進而造成鉚釘鉚接過程中發生破裂。建議在管材熱處理時，在保護氣體環境中快速冷卻，以避免產生脆性析出物，並在鉚釘成形過程中進行應力消除退火，提高材料可成形性，避免材料在鉚接過程中發生破裂。

應用該技術，可協助產業透過『鉚釘鉚接成形破裂CAE分析』，建立『扣件成形CAE分析』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

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#參考資料：

[1] Jasinski, J. J., & Tagowski, M. (2022). FEM Simulation of the Riveting Process and Structural Analysis of Low-Carbon Steel Tubular Rivets Fracture. Materials, 15(1), 374..

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2023-07-No2, https://bit.ly/FastenerNewTech202307No2

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Tag: #Fastener, #ProductDesign, .

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