SPR과 접착제를 이용한 이종재료 Hybrid 접합부의 기계적 특성평가

Abstract

본 논문에서는 자동차 차체 경량화 대비하여 접합강도를 향상시키고자 SPR과 접착제를 이용한 Hybrid 접합부에 대한 기계적 특성을 평가하였다. 이에 본 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1. 정적시험의 결과에서 Hybrid SPR 접합부의 평균 인장전단강도(8.8kN)는 단일 SPR 접합부(6.3kN)에 비해 약 40%강도가 증가되었으며, 두 접합부 파단은 동 일하게 모재(Substrate failure)에서 발생되었다.

2. 피로시험 결과에서 피로한도(10⁶)에 해당하는 사이클을 기준으로 해당 진폭하 중은 0.8kN이였으며, Hybrid SPR접합부 평균 인장전단강도의 약 10%를 나타내 는 결과를 나타내었음. 피로시험편의 파단은 알루미늄합금측에서 발생하였으 며, 계면에서 경화된 접착제의 파괴는 혼합천이파괴(Transient failure) 형태 를 나타내었다.

3. 파괴거동 관찰로부터 최대인장전단강도의 60% 및 40%에 해당하는 하중진폭에 서는 하판인 알루미늄판재에 하중방향으로 프레팅이 발생하면서 균열이 생성 되고, 미세한 균열부에 응력이 집중되면서 균열이 전파되는 양상을 나타내는 것으로 판단되어진다. 그리고 최대인장전단강도의 30%에 해당하는 낮은 하중 진폭에서는 상판 스틸과 하판 알루미늄합금 그리고 리벳이 만나는 위치에서 균열이 발생하여 성장하는 것으로 보여진다.| In this paper, the mechanical properties of hybrid joints using SPR and adhesives were evaluated to improve the joint strength compared to the weight reduction of automobile bodies. In this study, the following conclusions were obtained.

The results of the static test showed that the average tensile shear strength (8.8 kN) of the Hybrid SPR joint increased about 40% compared to the single SPR joint (6.3 kN). It became.

From the fatigue test results, the amplitude load was 0.8kN based on the cycle corresponding to the fatigue limit (10⁶), which showed about 10% of the average tensile shear strength of the hybrid SPR joint. The fracture of the fatigue test specimen occurred on the aluminum alloy side, and the fracture of the cured adhesive at the interface showed a transition failure form.

From the observation of the fracture behavior, cracks are generated while fretting occurs in the load direction on the aluminum plate, which is the lower plate, at 60% and 40% of the maximum tensile shear strength. It is judged to show an aspect of propagation. At low load amplitudes of 30% of the maximum tensile shear strength, cracks appear to grow at the location where the upper steel, lower aluminum alloy and rivet meet.