高强度钢B1500HS热冲压成形局部硬化数值模拟与实验研究

发布时间：2020-08-28 00:14

【摘要】：随着人们对汽车环保性和安全性的呼声越来越高,高强度钢逐渐走进了人们的视野,高强度钢在汽车上的应用越来越广泛,推动了汽车轻量化的发展。而热冲压成形作为高强度钢成形的重要技术,受到了人们广泛的关注。高强度钢热冲压成形技术是将充分奥氏体化的高强度钢板放入带有冷却系统的模具中进行保压淬火,迅速冷却来获得马氏体组织,得到的成形件强度可以达到1500MPa。经过热冲压成形得到的成形件应用在汽车零部件上,既可以增加汽车零部件的强度,又可以降低汽车自身重量,达到了很好的轻量化效果。对于某些汽车车身零部件,要求不同的部位具有不同的强度。例如汽车的B柱,在汽车发生碰撞时,B柱上下区域应该要求有较好的塑形和较低的强度,中间区域应该具备较高的强度,以抵制汽车碰撞过程中壳体入侵的影响,这样才能保证汽车驾驶员的安全。因此,高强度钢热冲压成形局部硬化技术应运而生。高强度钢热冲压成形局部硬化技术是在热冲压成形过程中对板料的不同部位施加不同的冷却速度,从而实现成形件不同部位具有不同的强度。本文以冷轧的高强度钢B1500HS为原材料,采用室温下的空气为冷却介质,热作模具钢H13为模具材料,通过数值模拟和实验相结合的方式来研究高强度钢B1500HS热冲压成形局部硬化的可行性。本文研究的具体内容和成果如下:(1)对高强度钢B1500HS在不同的成形温度和不同的应变速率条件下进行了等温拉伸实验,并采用Norton-Hoff模型对实验结果进行了多元线性拟合,建立了高强度钢B1500HS的高温流变模型,对比拟合结果与实验结果,发现计算值与实验值吻合较好,说明Norton-Hoff模型能够比较准确的描述高强钢B1500HS的高温流变行为,并将其作为高强度钢热冲压模型的重要输入参数。(2)建立了高强度钢热冲压有限元模型,采用有限元模拟软件ABAQUS和FLUENT分别模拟了高强度钢热冲压成形过程中板料的成形与保压淬火两个阶段,分析了在多个工艺循环条件下,不同的气流速度、保压时间和保压压力对板料温度场的影响。提出了高强度钢热冲压成形局部硬化方法,并对其进行了数值模拟,得到了满足高强度钢局部硬化的气流速度、保压时间和保压压力。(3)采用CATIA绘制了高强度钢热冲压成形局部硬化模具,并对模具进行了加工、组装和调试。(4)针对数值模拟结果进行了热冲压成形局部硬化实验,对在不同条件下得到的成形件进行了硬度测试、力学性能和微观组织的分析,通过实验与模拟的对比,验证了高强度钢热冲压成形局部硬化的可行性。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG306
【图文】：

图 1.2 高强度钢热冲压零部件[10]Fig.1.2 Hot stamping parts of high strength steel for auto[10]

高强度钢直接热冲压成形[14]

图 1.4 高强度钢间接热冲压成形[14]Fig.1.4 Indirect hot stamping of high strength steel[14]

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10 余海燕;孙U

本文编号：2806808