车用热成形钢22MnB5若干基础性能研究及其应用

发布时间：2017-04-29 12:23

  本文关键词：车用热成形钢22MnB5若干基础性能研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对车用热成形钢22MnB5的若干基础性能进行了实验和计算机仿真的研究,为实际热成形生产工艺和热成形计算机模拟提供了积累和探索。 首先,基于扫描型X射线荧光光谱仪,测定了本文研究的22MnB5的详细组分。其次,通过基础实验,获得了22MnB5的抗拉强度、抗弯强度和应力-应变关系等基础力学性能。设计了特殊V形热弯曲实验,研究了22MnB5在不同温度下的弯曲成形性,得到了22MnB5的最佳弯曲成形温度区,并通过实际热成形防撞梁的弯曲实验进行了验证。为了探究板料冲压温度对热成形工艺的影响,设计了平板和U形两套水冷模具,基于不同温度下冲压成形的22MnB5平板件和U形件性能的研究,得到了22MnB5的最佳冲压温度区。最后,在自主开发的车身概念设计系统VCD_ICAE (Vehicle Concept Design-Intelligent CAE)中,评估了22MnB5热成形件的轻量化效果。此外,针对上述的三点弯曲和v形热弯曲实验进行了数值模拟,仿真结果与实验结果能很好的吻合,为热成形的计算机模拟和相关软件开发提供了借鉴。 通过上述研究,本文主要取得了如下结论： (1)淬火后22MnB5的抗拉强度能达到1500MPa以上,约为淬火前的3倍,抗弯强度和弯曲吸能提高2-4倍,说明同时实现成形和淬火的热成形工艺能显著提高成形件的强度和吸能能力。 (2)600-7000℃是22MnB5的最佳弯曲成形温度区,在该温度区弯曲淬火能获得最精细的马氏体组织,弯曲回弹角最小。 (3)22MnB5的最佳抗拉冲压温度区和最佳抗弯冲压温度区不一定是同一温度区,实际生产中,应根据热成形零部件的抗拉、抗弯要求来设定冲压温度。 (4)在VCD ICAE中,某概念车身引入22MnB5热成形零部件后,车身质量减轻了10.76%,同时车身的弯曲刚度和扭转刚度得到了小幅提高,说明热成形材料具有巨大的轻量化潜力,是实现汽车轻量化和提高被动安全性的最佳途径。
【关键词】：22MnB5 高强度钢 热成形 轻量化 数值模拟
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG386
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 车用钢材趋势10-11
• 1.3 热成形技术介绍11-13
• 1.4 国内外研究现状13-14
• 1.5 本文研究内容及意义14-15
• 2 22MnB5常温拉伸、弯曲性能研究15-28
• 2.1 22MnB5单向拉伸实验15-18
• 2.1.1 材料成分测定和金相分析15-16
• 2.1.2 拉伸实验方法16-17
• 2.1.3 拉伸实验结果17-18
• 2.2 22MnB5常温三点弯曲实验18-27
• 2.2.1 实验设计18-19
• 2.2.2 三点弯曲实验结果19-24
• 2.2.3 三点弯曲实验仿真24-27
• 2.3 小结27-28
• 3 22MnB5特殊V形热弯曲研究28-45
• 3.1 热弯曲实验目的28
• 3.2 热弯曲实验设计28-31
• 3.2.1 实验原理28-29
• 3.2.2 实验设备29-30
• 3.2.3 实验流程30-31
• 3.3 实验结果分析31-34
• 3.3.1 实验温度规律31-32
• 3.3.2 最佳成形温度区32-34
• 3.4 热成形防撞梁弯曲实验34-36
• 3.5 热弯曲实验仿真36-44
• 3.5.1 热力耦合理论36-39
• 3.5.2 有限元模型建立39-41
• 3.5.3 仿真结果41-44
• 3.6 小结44-45
• 4 22MnB5最佳冲压温度研究45-52
• 4.1 不同冲压温度平板件的制取45-46
• 4.2 模淬件抗拉、抗弯性能研究46-48
• 4.2.1 单向拉伸实验46-47
• 4.2.2 三点弯曲实验47
• 4.2.3 综合分析47-48
• 4.3 不同冲压温度U形件的制取48-49
• 4.4 U形切割件拉伸实验49-51
• 4.5 小结51-52
• 5 22MnB5在概念车身轻量化设计中的应用52-67
• 5.1 VCD_ICAE梁截面厚度优化模块的开发52-58
• 5.1.1 研究现状及意义52-53
• 5.1.2 截面库开发53-58
• 5.2 截面形状控制算法58-59
• 5.3 VCD_ICAE评估热成形零部件轻量化前景59-66
• 5.3.1 优化模型建立59-60
• 5.3.2 灵敏度分析60-63
• 5.3.3 优化结果63-66
• 5.4 小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-72
• 附录A 截面库开发代码72-77
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况77-78
• 致谢78-79

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 徐方毅;胡树兵;陈宇;;热成形钢22MnB5的Q&P工艺[J];材料科学与工程学报;2013年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 于皖东;热成形钢局部淬火硬化工艺的可行性与车身应用仿真研究[D];吉林大学;2013年

2 严秀平;高强钢板热成形数值模拟与模具设计[D];天津理工大学;2013年

  本文关键词：车用热成形钢22MnB5若干基础性能研究及其应用，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：334864