汽车用双相高强钢拉延成形性及回弹控制研究

发布时间：2017-09-13 12:44

  本文关键词：汽车用双相高强钢拉延成形性及回弹控制研究

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【摘要】：从成本与性能角度来看,相比于其他替代材料,高强度钢仍是满足车身轻量化、提高碰撞安全性的绝佳材料。双相高强钢作为先进高强钢(AHSS)产品中最为典型的品种之一,在汽车制造领域得到广泛应用。但是双相高强度钢板在冲压成形中比普通钢板更容易出现破裂、起皱、回弹等缺陷。将有限元仿真技术应用于双相高强度钢零件的冲压工艺设计中,对提高产品设计质量、缩短制造周期、降低企业成本、增强市场竞争力等方面具有重要的意义。论文针对MC600DP双相高强度钢材料,以某汽车外衬加强板为研究对象,基于试验数据确定MC600DP板料本构模型参数取值,围绕拉延成形工序开展工艺实用化研究,主要工作如下:(1)MC600DP双相高强钢板单向拉伸试验的研究。论文通过单向拉伸试验得到MC600DP双相高强钢板沿不同取样方向下的真实应力-应变曲线,并根据试验结果获取材料的基本力学参数,为后续的数值模拟工作建立基础。(2)MC600DP双相高强钢板本构模型的构建。论文运用反求法分析试样的单向拉伸过程,获得材料沿不同轧制方向下的应力-应变曲线,通过与试验数据对比,确定Hollomom law、Voce law、Power law和Krupskowsky law方程下的结果精度,随后为了描述板料成形过程中的屈服行为,论文基于试验数据推导出Hill’48屈服准则取值。(3)模具型面对加强板拉延成形性的影响。通过建立加强板拉延成形的数值模型,对冲压方向、压料面和工艺补充的合理性进行研究,并对比分析不同拉延工艺对零件成形性的影响,优化设计出加强板的拉延模具型面。(4)加强板拉延成形中工艺参数的优化。针对加强板拉延成形中的破裂、起皱、回弹问题,综合利用BP神经网络与遗传算法,对压边力以及分段拉延筋阻力进行最优化分析,随后对加强板拉延成形进行回弹仿真分析,并利用DYNAFORM的SCP模块进行回弹补偿。
【关键词】：双相高强钢 冲压成形 模面工程 参数优化
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 高强钢板的发展与应用9-11
• 1.2.1 高强钢板的分类9-11
• 1.2.2 双相高强钢简介11
• 1.3 高强钢板冲压及回弹模拟技术领域国内外研究现状11-13
• 1.3.1 国外方面11-12
• 1.3.2 国内方面12-13
• 1.3.3 总结13
• 1.4 高强钢冲压成形的缺陷分析13-15
• 1.4.1 破裂13-14
• 1.4.2 起皱14
• 1.4.3 回弹14
• 1.4.4 模拟回弹变形的计算方法14
• 1.4.5 控制回弹的一般方法14-15
• 1.5 课题研究的目的和主要内容15-16
• 1.5.1 研究目的15
• 1.5.2 研究的主要内容15-16
• 2 MC600DP高强钢板单向拉伸试验16-22
• 2.1 试验设备及试验方法16
• 2.2 试验材料16-17
• 2.3 拉伸试样设计17
• 2.4 试验结果分析17-21
• 2.4.1 数据处理17-19
• 2.4.2 MC600DP板材的力学性能参数19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 3 MC600DP板料本构模型的建立22-30
• 3.1 本构方程的建立22-28
• 3.2 Hill’48屈服准则的建立28-29
• 3.3 本章小结29-30
• 4 外衬板加强件拉延工序的模面设计与仿真建模30-44
• 4.1 外衬板加强件拉延成型仿真过程前处理30-32
• 4.1.1 网格划分30
• 4.1.2 材料模型30-31
• 4.1.3 壳单元公式31-32
• 4.2 外衬板加强件成形性分析32-33
• 4.3 基于CAE仿真分析的外衬板加强件拉延模面设计过程33-41
• 4.3.1 确定冲压方向33-34
• 4.3.2 拉延模面的设计与优化34-41
• 4.3.3 坯料尺寸设计41
• 4.4 工艺参数对拉延成形性的影响41-43
• 4.4.1 压边力对拉延成形性的影响41-42
• 4.4.2 拉延筋形式对拉延成形性的影响42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 外衬板加强件工艺参数优化与回弹补偿44-59
• 5.1 工艺参数优化44-55
• 5.1.1 参数优化流程44-45
• 5.1.2 均匀试验设计45
• 5.1.3 设计变量45-47
• 5.1.4 目标函数47-49
• 5.1.5 近似模型49-51
• 5.1.6 外衬板加强件拉延成型工艺参数优化51-55
• 5.2 外衬板加强件回弹补偿55-58
• 5.2.1 回弹过程仿真操作步骤55
• 5.2.2 工艺参数优化后拉延件的回弹分析55-56
• 5.2.3 基于DYNAFORM软件的回弹补偿56-58
• 5.3 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 附录65
• A 攻读学位期间发表论文目录65

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本文编号：843822