剪切边质量对高强钢拉伸性能与断裂模式影响的实验研究
发布时间：2022-10-19 09:58
汽车轻量化设计需求使高强度钢板在车身结构上得到广泛应用,但钢板高强度化的同时也给其成形过程带来了挑战。高强度钢板在冲压成形过程中,不可避免地会使用冲裁等分离工序,然而剪切分离过程造成的边部缺陷很容易成为后续成形过程中的裂纹源,使材料在较低应变状态下发生边部开裂,严重降低材料的成形性能,进而影响生产的稳定性。为探索高强钢高质量冲切和无缺陷边部成形工艺,在国家重点研发计划项目（编号:2017YFB0304403）的资助下,本文采用边部冲裁实验和基于数字图像相关技术（Digital Image Correlation,DIC）的剪切边拉伸试验,系统地研究了冲裁工艺参数对TRIP780和QP980冲切质量及后续拉伸特性的影响。另外,对激光切割、冲裁和线切割等代表性切割工艺进行了对比研究。基于DIC技术,对不同边部质量试样的拉伸断裂过程进行追踪,并采用扫描电镜对断口形貌进行分析,揭示了不同边部质量下高强度钢板的开裂模式及微观机理。取得了如下主要研究成果:（1）实验研究了冲裁工艺参数对TRIP780和QP980冲切断面质量及后续拉伸特性的影响。结果表明:两种材料随着冲裁间隙的增大,冲切断面质量和拉...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 高强度钢板与汽车轻量化设计
1.1.2 高强钢边部开裂概述
1.2 国内外研究现状
1.2.1 剪切边缘拉伸性能实验评估方法
1.2.2 材料力学性能及微观组织对边缘拉伸性能的影响
1.2.3 剪切边质量对板料边缘拉伸性能的影响
1.2.4 板料边部开裂数值模拟研究现状
1.3 课题来源
1.4 本课题主要研究内容和技术方案
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术方案
第二章 实验材料与研究方法
2.1 引言
2.2 实验材料及力学性能
2.3 单向拉伸试样冲裁模具设计
2.4 边部冲裁实验及断面质量显微表征方法
2.5 基于DIC技术的剪切边拉伸性能评估方法
2.5.1 数字图像相关法基本原理
2.5.2 数字图像相关法的优点及应用
2.5.3 基于DIC技术的剪切边拉伸实验
2.6 本章小结
第三章 冲裁工艺参数对剪切质量及拉伸性能的影响
3.1 引言
3.2 冲裁间隙对断面质量及拉伸性能的影响
3.2.1 冲裁间隙对冲裁断面质量的影响
3.2.2 冲裁间隙对边部拉伸性能的影响
3.3 冲裁速度对断面质量及拉伸性能的影响
3.3.1 冲裁速度对冲裁断面质量的影响
3.3.2 冲裁速度对边部拉伸性能的影响
3.4 模具刃口角度对断面质量及拉伸性能的影响
3.4.1 刃口角度对冲裁断面质量的影响
3.4.2 刃口角度对边部拉伸性能的影响
3.5 本章小结
第四章 不同切割工艺对边部拉伸性能的影响
4.1 引言
4.2 几种典型切割工艺的优缺点及应用
4.2.1 冲裁工艺
4.2.2 激光切割工艺
4.2.3 电火花线切割工艺
4.3 典型切割工艺对高强钢切割质量及边部拉伸性能的影响
4.4 斜刃冲裁试样高边部拉伸性能的微观解释
4.5 本章小结
第五章 不同边部质量下高强钢的开裂模式及其微观机理
5.1 引言
5.2 断裂分析理论基础
5.3 不同边部质量下高强钢的拉伸断裂模式及微观机理
5.3.1 颈缩型断裂
5.3.2 边部开裂型断裂
5.4 两种断裂形式的微观机理
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强钢边部开裂影响因素研究[J]. 李涛,韩龙帅,郑学斌,王宝川,姚野. 塑性工程学报. 2017(04)
[2]汽车用先进高强钢成形性能研究[J]. 王亚东,刘红祎,王亚芬. 汽车工业研究. 2016(09)
[3]第三代高强度汽车钢的性能与应用[J]. 魏元生. 金属热处理. 2015(12)
[4]考虑冲裁变形过程的高强度钢扩孔模拟与实验验证[J]. 于翔宇,陈劼实,汪昌盛,陈军,庄新村. 上海交通大学学报. 2015(10)
[5]精冲技术的研究现状与发展趋势[J]. 夏琴香,胡玄通,陈登,曲洪波. 锻压技术. 2015(07)
[6]车身轻量化设计过程方法介绍[J]. 吴卫枫,唐程光,鲁后国,阚洪贵. 汽车工艺与材料. 2015(04)
[7]测试条件对汽车高强钢扩孔率的影响[J]. 赵如意,刘永前,王刚,薛欢,彭文杰. 钢铁研究. 2014(03)
[8]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[9]热轧马氏体和贝氏体双相钢扩孔性能及机理[J]. 陈继平,董玉庆,钱健清,康永林. 中南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]边部冲裁对双相钢拉伸性能影响的实验研究[J]. 郑欢,吴彦骏,刁可山,庄新村,陈劼实,赵震. 上海交通大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]考虑成形历史的高强度钢冲压边缘破裂模型研究与实验验证[D]. 于翔宇.上海交通大学 2016
硕士论文
[1]应变方式及速率对TRIP780钢板组织与力学性能影响的研究[D]. 王云瞾.吉林大学 2016
[2]先进高强钢边缘破裂的影响因素及预测模型研究[D]. 叶琛珏.上海交通大学 2015
[3]DP590冷轧汽车板成形性能评价与数值模拟[D]. 张淑娟.东北大学 2011
[4]车身冲压件边部破裂分析及CAE软件模块实现[D]. 祁建.吉林大学 2009
[5]车身覆盖件的三维激光切割工艺研究[D]. 黄丰杰.湖南大学 2008
本文编号：3693152
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 高强度钢板与汽车轻量化设计
1.1.2 高强钢边部开裂概述
1.2 国内外研究现状
1.2.1 剪切边缘拉伸性能实验评估方法
1.2.2 材料力学性能及微观组织对边缘拉伸性能的影响
1.2.3 剪切边质量对板料边缘拉伸性能的影响
1.2.4 板料边部开裂数值模拟研究现状
1.3 课题来源
1.4 本课题主要研究内容和技术方案
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 技术方案
第二章 实验材料与研究方法
2.1 引言
2.2 实验材料及力学性能
2.3 单向拉伸试样冲裁模具设计
2.4 边部冲裁实验及断面质量显微表征方法
2.5 基于DIC技术的剪切边拉伸性能评估方法
2.5.1 数字图像相关法基本原理
2.5.2 数字图像相关法的优点及应用
2.5.3 基于DIC技术的剪切边拉伸实验
2.6 本章小结
第三章 冲裁工艺参数对剪切质量及拉伸性能的影响
3.1 引言
3.2 冲裁间隙对断面质量及拉伸性能的影响
3.2.1 冲裁间隙对冲裁断面质量的影响
3.2.2 冲裁间隙对边部拉伸性能的影响
3.3 冲裁速度对断面质量及拉伸性能的影响
3.3.1 冲裁速度对冲裁断面质量的影响
3.3.2 冲裁速度对边部拉伸性能的影响
3.4 模具刃口角度对断面质量及拉伸性能的影响
3.4.1 刃口角度对冲裁断面质量的影响
3.4.2 刃口角度对边部拉伸性能的影响
3.5 本章小结
第四章 不同切割工艺对边部拉伸性能的影响
4.1 引言
4.2 几种典型切割工艺的优缺点及应用
4.2.1 冲裁工艺
4.2.2 激光切割工艺
4.2.3 电火花线切割工艺
4.3 典型切割工艺对高强钢切割质量及边部拉伸性能的影响
4.4 斜刃冲裁试样高边部拉伸性能的微观解释
4.5 本章小结
第五章 不同边部质量下高强钢的开裂模式及其微观机理
5.1 引言
5.2 断裂分析理论基础
5.3 不同边部质量下高强钢的拉伸断裂模式及微观机理
5.3.1 颈缩型断裂
5.3.2 边部开裂型断裂
5.4 两种断裂形式的微观机理
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]高强钢边部开裂影响因素研究[J]. 李涛,韩龙帅,郑学斌,王宝川,姚野. 塑性工程学报. 2017(04)
[2]汽车用先进高强钢成形性能研究[J]. 王亚东,刘红祎,王亚芬. 汽车工业研究. 2016(09)
[3]第三代高强度汽车钢的性能与应用[J]. 魏元生. 金属热处理. 2015(12)
[4]考虑冲裁变形过程的高强度钢扩孔模拟与实验验证[J]. 于翔宇,陈劼实,汪昌盛,陈军,庄新村. 上海交通大学学报. 2015(10)
[5]精冲技术的研究现状与发展趋势[J]. 夏琴香,胡玄通,陈登,曲洪波. 锻压技术. 2015(07)
[6]车身轻量化设计过程方法介绍[J]. 吴卫枫,唐程光,鲁后国,阚洪贵. 汽车工艺与材料. 2015(04)
[7]测试条件对汽车高强钢扩孔率的影响[J]. 赵如意,刘永前,王刚,薛欢,彭文杰. 钢铁研究. 2014(03)
[8]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[9]热轧马氏体和贝氏体双相钢扩孔性能及机理[J]. 陈继平,董玉庆,钱健清,康永林. 中南大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]边部冲裁对双相钢拉伸性能影响的实验研究[J]. 郑欢,吴彦骏,刁可山,庄新村,陈劼实,赵震. 上海交通大学学报. 2014(03)
博士论文
[1]考虑成形历史的高强度钢冲压边缘破裂模型研究与实验验证[D]. 于翔宇.上海交通大学 2016
硕士论文
[1]应变方式及速率对TRIP780钢板组织与力学性能影响的研究[D]. 王云瞾.吉林大学 2016
[2]先进高强钢边缘破裂的影响因素及预测模型研究[D]. 叶琛珏.上海交通大学 2015
[3]DP590冷轧汽车板成形性能评价与数值模拟[D]. 张淑娟.东北大学 2011
[4]车身冲压件边部破裂分析及CAE软件模块实现[D]. 祁建.吉林大学 2009
[5]车身覆盖件的三维激光切割工艺研究[D]. 黄丰杰.湖南大学 2008
本文编号：3693152
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