热冲压用BR1500HS超高强度钢热成形技术研究及应用

发布时间：2017-06-21 19:01

  本文关键词：热冲压用BR1500HS超高强度钢热成形技术研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超高强度钢板热冲压技术能同时实现汽车轻量化和碰撞安全，是节能减排目的重要途径，但目前国内对热成形技术的研究处于起步阶段，尤其针对复杂零件的热成形，不论是理论研究还是实践生产都亟需系统的探索。论文以国产BR1500HS热冲压高强度钢板为研究对象，基于物理实验，通过力学计算及数值模拟分析研究超高强度钢板的热成形技术，并将结论应用于某汽车左前立柱加强件的热成形生产实践，所取得的成果将为以后超高强度钢板热成形研究提供确切的事实依据，有一定的指导意义。论文主要内容如下： ①对国产高强度钢板BR1500HS的热处理基本工艺参数进行改进实验，探究奥氏体化保温时间、加热温度以及表面涂层对热成形后其机械性能的影响规律。为超高强钢板热成形中确定加热温度及保温时间提供分析依据，为模拟和生产提供参数设置指导。 ②采用Gleeble1500D热模拟机对BR1500HS高强钢板高温拉伸实验，得到不同温度不同应变速率下材料的真应力-应变曲线，分析BR1500HS超高强度钢板在高温状态下的变化规律。基于高温拉伸实验数据，采用双曲正弦形式的Arrhenius模型来描述其高温流变过程，，计算数据和实验数据符合较好，能比较准确的描述BR1500HS超高强度钢板高温下的流变规律。 ③将所得BR1500HS流变模型应用到汽车前立柱加强件热冲压成形过程，利用Dynaform有限元软件模拟热成形过程，通过不断的优化分析，研究板料初始温度、压边力及模具温度对成形质量影响规律并得到优化的工艺参数组合。 ④综合考虑BR1500HS超高强度钢板热处理工艺分析和数值模拟所得结论，制定合理工艺方案，完成左前立柱加强件的热冲压成形试制，对成形后制件进行强度、金相实验等检测，获合格制件。
【关键词】：超高强度钢板 热冲压成形 Arrhenius双曲正弦模型 有限元分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG306;TG142.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 引言8-10
• 1.2 车用高强度钢板研究现状10-11
• 1.3 热冲压成形工艺概述11-13
• 1.3.1 热冲压成形工艺特点11
• 1.3.2 热冲压成形工艺中涉及的关键技术11-12
• 1.3.3 热冲压技术研究现状12-13
• 1.4 论文主要研究内容及意义13-15
• 2 热冲压超高强度钢板基本理论15-21
• 2.1 引言15
• 2.2 高强度钢板热冲压成形中的热加工理论15-18
• 2.2.1 金属热塑性变形的机理15-16
• 2.2.2 基本三种传热基本方式16-17
• 2.2.3 热冲压成形的热力学接触模型17-18
• 2.3 冲压板料成形有限元概论18-20
• 2.3.1 热冲压工艺热-力耦合技术18-19
• 2.3.2 有限元技术19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 BR1500HS 热处理基本参数优化研究21-33
• 3.1 BR1500HS 超高强度钢板热处理实验21-24
• 3.1.1 淬火工艺分析21-22
• 3.1.2 实验材料22
• 3.1.3 实验设计22-24
• 3.2 热处理完成后材料性能研究实验24-26
• 3.3 实验结果分析26-32
• 3.3.1 淬火前后 BR1500HS 力学性能分析26-27
• 3.3.2 坯料温度对淬后材料机械性能的影响27-28
• 3.3.3 保温时间对热处理后板料性能影响28-29
• 3.3.4 涂层处理对 BR1500HS 板料淬火的影响29-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 BR1500HS 高温本构方程的研究33-46
• 4.1 引言33-34
• 4.2 高强度钢板的高温拉伸分析34-36
• 4.2.1 高温拉伸试验设计34-35
• 4.2.2 实验数据分析35-36
• 4.3 采用 Norton-Hoff 模型的 BR1500HS 高温本构关系36-38
• 4.4 采用包含热激活能的修正 Arrhenius 双曲正弦形式建立 BR1500HS 本构关系38-44
• 4.4.1 模型分析38-39
• 4.4.2 系数的求解39-43
• 4.4.3 求解 BR1500HS 高强度钢板在整个高温流变过程的本构方程43
• 4.4.4 计算与实验对比43-44
• 4.5 两种模型比较分析44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 5 BR1500HS 前立柱的加强件热成形46-63
• 5.1 Dynaform 软件46-47
• 5.2 左前立柱加强件热冲压数值模拟及验证分析方案47
• 5.3 热冲压有限元模型47-50
• 5.3.1 材料模型48-49
• 5.3.2 热冲压成形有限元分析网格划分49-50
• 5.3.3 热冲压成形接触模型的定义50
• 5.4 左前立柱热冲压成形数值模拟结果分析50-57
• 5.4.1 板料初始加热温度对前立柱的加强件成形影响50-54
• 5.4.2 压边力大小对前立柱的加强件成形影响54-55
• 5.4.3 模具温度对前立柱加强件成形性能的影响55-57
• 5.5 BR1500HS 左前立柱热冲压试制57-62
• 5.5.3 试件检测60-62
• 5.6 本章小结62-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 结论63-64
• 6.2 研究展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69

【参考文献】

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本文编号：469590