变梯度特性热成形技术基础研究

发布时间：2017-08-29 16:35

  本文关键词：变梯度特性热成形技术基础研究

  更多相关文章： 轻量化 变梯度特性 高强钢 热成形

【摘要】：高强钢热成形技术对实现汽车轻量化,提高汽车的安全性能具有重要作用。传统的热成形技术所得制件具有超高强度,但塑性通常较低,综合力学性能不高。近年来,为了使热成形件兼具高强度和高塑性的力学性能指标,变梯度特性热成形技术成为学者们的研究热点。变梯度特性热成形技术对于精确成形、轻量化、高性能、短流程、低成本、环境友好有着重要的作用,是未来热成形技术发展的重要方向。本文通过分析变梯度特性热成形技术的强化机理,对实现材料渐变梯度特性热成形技术的工艺调控思路进行归纳总结,对变梯度特性热成形技术的主要发展方向及其中存在的关键科学问题,包括理论基础、加热技术工艺实现、变梯度特性模具设计等,进行了深入探讨。对金属在变梯度特性热成形过程中所涉及的传热学基础、力学基础、相变动力学基础进行了介绍。基于传热学基础,塑性力学基础和相变动力学基础,根据相关公式,得到了应力应变在弹性及塑性模式下的增量关系。基于高强钢变梯度特性热成形技术进行数值模拟。利用热-力耦合U型件有限元模型研究不同工艺条件对变梯度特性热成形过程的影响规律。主要研究的工艺参数为:冲压速度、模具温度、保压时间。通过有限元模拟的结果,可以有效对变梯度特性热成形工艺过程进行优化设计,对实际工业应用提供参考。分析了B1500HS热成形钢板在非均匀温度场作用下热处理前后板料的宏观形貌、显微硬度、微观组织,获得材料渐变梯度特性基本力学性能数据。通过拉伸试验以及硬度试验,获得材料的抗拉强度、屈服点、伸长率等参数。通过与均匀温度场作用下的板料微观组织进行对比,验证在非均匀温度场作用下板料具有更好的综合力学性能。
【关键词】：轻量化 变梯度特性 高强钢 热成形
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题研究背景及意义10-15
• 1.2 国内外研究现状及分析15-20
• 1.2.1 国外研究现状15-18
• 1.2.2 国内研究现状18-19
• 1.2.3 研究现状分析19-20
• 1.3 课题研究内容20-21
• 第2章 变梯度特性热成形本构模型21-32
• 2.1 传热学基本理论21-23
• 2.2 金属塑性变形力学基础及应力应变关系23-24
• 2.3 相变动力学基础24-25
• 2.4 本构模型的建立25-30
• 2.4.1 混合定律25
• 2.4.2 多场耦合模型的推导25-30
• 2.5 非线性有限元解法30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 材料渐变梯度特性热成形数值模拟分析32-52
• 3.1 模拟工具的选择32-33
• 3.2 变梯度特性热成形过程数值模拟33-36
• 3.2.1 变梯度特性热成形数值模拟与传统金属冲压成形数值模拟的区别33-34
• 3.2.2 变梯度特性热成形模拟的方法34-36
• 3.3 有限元模型建立36-37
• 3.4 模拟参数的确定37-39
• 3.5 变梯度特性热成形关键影响因素数值模拟分析39-50
• 3.5.1 冲压速度对变梯度特性热成形工艺的影响39-44
• 3.5.2 模具温度对变梯度特性热成形工艺的影响44-47
• 3.5.3 保压时间对变梯度特性热成形工艺的影响47-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第4章 材料渐变梯度试验研究52-59
• 4.1 非均匀温度场建立52-53
• 4.2 实验设备简介53-54
• 4.3 试验方法54-58
• 4.3.1 力学拉伸试验54-55
• 4.3.2 非均匀温度场微观组织55-57
• 4.3.3 硬度测量57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果65-66
• 致谢66

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本文编号：754357