高强度钢热成型模具冷却水道的设计及传热效果研究

发布时间：2023-05-03 11:39

　　随着汽车产业的高速发展,汽车的成本、安全性能以及轻量化受到了极大的关注。为提高汽车的性能,高强度钢在汽车零部件的生产领域得到了广泛的应用。由于高强度钢的屈服强度及抗拉强度较高,很大程度上提高了汽车的刚度和强度。强度的提高可减少车身上加强件的使用,有效地降低了车身重量和焊接加强件的焊点数从而节约成本。由于汽车零部件大多数为冲压成型生产,而高强度钢采用普通的冷冲压无法满足要求,因此需进行热冲压来生产相关的汽车零部件。本文以22MnB5的高强度钢热成型生产的汽车上边梁为试验对象,研究热成型模具的冷却系统及冲压过程中板料的温度变化。主要完成的工作有:提出了一种新的方法来均匀热成型冷却系统的流速进而保证板料的冷却均匀。具体做法是偏置主水道上的连接水管以控制型面水管流速,通过正交试验选取最佳优化参数。利用Fluent对优化前后冷却系统的流速进行分析,并搭建相应的冷却系统实验平台,对比仿真与实验的结果以验证方法的可行性。对优化前后的模型进行流固热耦合分析,观察在流速均匀化前后的板料的温度分布。对某一高强度钢生产的汽车上边梁零件进行热成型实验。对进出口流速及压强进行检测,且利用红外线温度摄像仪对板料上...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高强度钢简介
    1.3 热成型技术概述
        1.3.1 常见的热成型工艺
        1.3.2 冷却系统的介绍
        1.3.3 热成型研究的主要问题
    1.4 国内外热成型技术研究现状
        1.4.1 国内热成型技术的研究现状
        1.4.2 国外热成型技术的研究现状
    1.5 课题研究的意义
    1.6 课题研究的内容
第2章 冷却系统流场及热成型传热基本原理
    2.1 引言
    2.2 流场的基本原理
        2.2.1 管中流动的流体性质
        2.2.2 管中流动的水头损失
    2.3 热成型传热的基本原理
        2.3.1 热传导的基本理论
        2.3.2 热对流的基本理论
        2.3.3 热辐射的基本理论
    2.4 小结
第3章 冷却管道模拟及正交试验
    3.1 引言
    3.2 初始模型的流速分析
    3.3 改善流速的方法
    3.4 正交试验
        3.4.1 试验的设计
        3.4.2 试验结果分析
    3.5 仿真验证
    3.6 实验验证
    3.7 小结
第4章 热成型实验
    4.1 引言
    4.2 实验设备
    4.3 热成型生产线的介绍
        4.3.1 上下模及运输系统
        4.3.2 冷却系统
        4.3.3 测量系统
        4.3.4 监控系统
    4.4 实验过程
    4.5 实验结果分析
    4.6 小结
第5章 热成型仿真
    5.1 引言
    5.2 仿真软件的介绍
    5.3 LS-DYNA热成型分析
        5.3.1 分析模型的建立
        5.3.2 材料参数的设置
        5.3.3 边界条件的设置
        5.3.4 分析设置
        5.3.5 仿真结果
    5.4 Fluent热成型仿真
        5.4.1 几何模型的前处理
        5.4.2 材料参数的设置
        5.4.3 边界条件设置
        5.4.4 仿真结果
    5.5 仿真及实验的结果对比
    5.6 小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3806720