USIBOR1500高强钢热冲压工艺研究及有限元模拟

发布时间：2020-12-20 11:10

　　高强钢热冲压技术是实现汽车轻量化和节能减排的重要途径。高强钢热冲压技术是将高强度钢板加热到900℃左右保温,然后通过模具成形,在成形过程中控制成形零件的质量是一个技术难题。本课题使用USIBOR1500高强度钢板,通过高温拉伸试验获得该材料在高温下的流动应力曲线,使用origin软件应用最小二乘法拟合出材料高温本构模型。基于M-K理论推导出了USIBOR1500高强钢材料的FLD理论模型,并使用经验法通过DYNAFORM软件绘制出了USIBOR1500高强钢材料的FLC曲线。对比了直接热成形与两段热成形两种热冲压成形工艺,基于DYNAFORM仿真软件,模拟了两种成形工艺过程,得出了成形过程压边力大小与成形力大小变化曲线,最终确定了最佳工艺方案。结构较简单的成形零件一般采用直接热冲压技术,即将板料通过加热设备加热至900℃以上、模具预热温度为100℃、冲压速度为50mm/s、压边力大小为1.28kN、冲压力大小为19.8kN。而结构较复杂的成形零件则采用两段热冲压技术。通过理论推导计算出了用来预测高强钢热变形过程中马氏体相变的数学模型,同时绘制了动力学曲线、CCT曲线;并使用DYNAFO... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高强钢材料在汽车车身中的应用近些年各国汽车厂商如大众、福特投入了大量研发成本用于研究高强钢热成形

进行仿真模拟，对比两段热成形工艺和直接热成形工艺的优缺点，分析不同模具预热温度对高强钢板热冲压性能的影响，推导相变理论公式并绘制高强钢的动力学曲线和 CCT 曲线，并对直接热冲压相变过程进行模拟，最后通过有限元仿真技术验证了防撞梁的防碰撞性能。1.2 高强钢热冲压工艺介绍由于高强度钢板冷成形能力很差，并且室温下强度高需要的设备吨位大，较难成形结构复杂的零件[16]。但是在高温的条件下金属的塑性明显增强，屈服强度下降，在这样的条件下进行热冲压成形，就可以实现复杂零件的成形[17]。图 1-3a)为两段热冲压成形工艺示意图，该工艺首先将板料加热到 600℃，然后将加热后的板料放入压力机中快速冲压，冲压后的零件通过加热到 850℃左右再淬火最终抗拉强度可以达到 1500MPa 以上。图 1-3b)为直接热冲压成形工艺示意图，该工艺直接将板料加热到奥氏体状态，然后将板料快速转移到压力机中进行冲压成形，最后在模具中保压淬火定形，最终零件强度可以达到 1500MPa 左右。

第 1 章 绪 论RM 等有限元仿真软件[21]。随着有限元仿真技术的发展，热冲压艺设计中起到了非常重要作用， 热冲压成形过程比冷冲压过程较中不仅涉及到几何非线性、材料非线性、和接触非线性的影响外条件改变而变化的热力学参数的影响，仅通过分析试验的方法，非常不经济，而通过计算机有限元模拟技术，建立和实际相符的型，通过有限元软件的可视化功能不仅可以实现观察零件变形过度的变化，还可以得到材料在变形过程的一系列热、力、相、流以预测各个时刻材料的变形状态[22]。调整仿真参数，对比仿真结果，快速的设计出最佳冲压参数。因不仅可以减少试模次数，在一定条件下还可使模具和工艺设计一模。图 1-5 为热冲压成形工艺过程的热力耦合分析流程图。

【参考文献】：
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本文编号：2927764