B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究

发布时间：2017-11-06 05:05

  本文关键词：B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究

  更多相关文章： 高强钢板 换热系数 气流速度 温度场 局部硬化

【摘要】：近年来,随着汽车的保有量的增加,雾霾环境问题的逐渐加重以及交通安全事故的增加,人们对汽车的安全性和舒适性关注的同时,更多的关注它的节能环保性能。在保证汽车安全性的前提下,各大汽车厂商开始探索如何尽可能减小车身质量,节能减排,提高汽车整体环保性能。高强钢板热冲压技术是将充分奥氏体化的板料在冲压成形的同时运用模具内部冷却系统的冷却作用,组织中出现马氏体组织,进而得到高强度、高硬度的板料。热成形板料应用到汽车车身结构件中,能显著提高汽车安全性能,降低汽车质量。车身结构中的部分零部件,不同部位需要不同强度,应运产生了板料热成形局部硬化技术。热成形局部硬化技术是通过改变模具的冷却速度梯化来实现零部件的强度梯化。高强钢板热冲压技术中,模具与板料界面换热系数是热成形的关键影响因素,板料微观组织转变决定其机械性能,本文针对这两方面进行基础实验研究。板料在加热炉中加热到1203K,保温3分钟后,快速放置在模具上,压力机分别施加1MPa、5MPa、10MPa、15MPa、20MPa载荷,测量记录板料与模具温度变化,导入反算模型,求出界面换热系数。分别加热模具323K、373K、473K、573K、673K、723K进行热冲压实验,测量板料与模具温度变化,求出界面换热系数,通过彩色金相分析计算出板料微观组织中各组织比例关系,测试板料样件拉伸强度和显微硬度,为热成形数值模拟时温度场分析提供一个量化参考。运用有限元分析软件FLUENT建立冷却部分和加热部分模型,模拟计算二十个保压循环,根据模具与板料温度场变化,结合板料微观组织转变研究,探讨最佳冷却参数,通过并联带有冷却系统的冷却部分模具和带有加热源的加热部分模具进行热冲压成形,实现板料的局部硬化要求,优化模具模型,加工模具进行热冲压实验,对比实验结果和模拟结果。得出以下结论:(1)模具与板料界面换热系数实验表明,在模具温度低于473K时,温度是影响换热系数的主要因素,换热系数随着模具温度增大而减小;模具温度高于473K时,压强是影响换热系数的主要因素,换热系数随着压强增大而增大。(2)热冲压成形保压淬火阶段,随着模具温度升高,板料中马氏体组织比例降低,贝氏体组织比例增加,硬度下降,抗拉强度降低。为实现局部硬化技术提供依据。(3)热冲压成形过程的有限元分析表明,气流速度越大,模具的冷却速度和冷却均匀性越好;保压时间越长,模具冷却效果越好。综合实际考虑,选择最佳气流速度5m/s,保压时间10s。局部硬化模型中,选择冷却部分气流速度5m/s,加热部分模具温度573K。(4)冷却部分模具内部通气孔直径D越小、通气孔间距L越小、通气孔底距模具表面距离H越小,模具的冷却速度越大,冷却均匀性越好,考虑实际加工情况,确定D-10mm、L-20mm、H-10mm作为模具优化结构参数。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩风麟;汽车用热成形粉末冶金零件[J];机械工程材料;1979年03期

2 ;蒂森克虏伯采用新技术提高热成形效率[J];鞍钢技术;2013年05期

3 赵剑一;热成形技术在电器工业中的应用[J];电器新技术;1984年03期

4 崔大江;陈孝福;;2024和7075铝合金的加热成形[J];航空工艺技术;1983年09期

5 张巧丽,尤嘉,郭会光,陆宝臣;35CrMo曲轴热成形材料模型的研究[J];太原重型机械学院学报;1999年04期

6 Dietmar Kuhn;;热成形令强度更高[J];现代制造;2006年30期

7 马宁;胡平;闫康康;郭威;孟祥兵;翟述基;;高强度硼钢热成形技术研究及其应用[J];机械工程学报;2010年14期

8 徐虹;沈永波;谷诤巍;孟佳;于思彬;李欣;;汽车超高强钢防撞梁热成形试验[J];吉林大学学报(工学版);2011年S1期

9 陈素平;田坤;;高强钢热成形技术应用分析[J];现代零部件;2013年08期

10 张仪婉,周建罗;钛合金热成形设备及工艺研究[J];航空制造工程;1998年06期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 田志强;;热成形钢与热成形技术的应用及发展现状[A];第十四届中国科协年会第8分会场：钢材深加工研讨会论文集[C];2012年

2 李光瀛;;热成形处理在深加工技术中的应用与发展[A];2014年全国钢材深加工研讨会论文集[C];2014年

3 杨宇卫;赵镇波;;封头热成形和热处理对于复合钢板组织和力学性能的影响[A];2011年安徽省科协年会——机械工程分年会论文集[C];2011年

4 郭会光;刘建生;陈慧琴;杨超操;;Mn18Cr18N钢护环热成形新工艺数值模拟的研究[A];第三届华北塑性加工学术会议论文集[C];2004年

5 路洪洲;Bian Jian;王文军;郭爱民;;基于汽车安全的热冲压成形技术优化[A];面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C];2013年

6 杨宏;熊本胜;高强;杨伟;赫立远;;某公司车型热成形技术的应用[A];面向未来的汽车与交通——2013中国汽车工程学会年会论文集精选[C];2013年

7 杨宏;熊本胜;高强;杨伟;赫立远;;某公司车型热成形技术的应用[A];2013中国汽车工程学会年会论文集[C];2013年

8 侯本来;;7075型材热成形下陷技术研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年

9 许章泽;安涛;;马钢第三条辗钢车轮生产线及其工艺技术水平分析[A];实践 开拓 创新——2008年快速重载车辆转向架与轮轴学术研讨会论文汇编[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 路洪洲译;新热成形钢合金成分的创新设计[N];世界金属导报;2013年

2 新汶;“支气管热成形术”进入临床试验阶段[N];医药经济报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 尚欣;车身复杂结构件用超高强度钢双热成形关键技术研究[D];重庆大学;2015年

2 张杰;超高强度热成形钢镀层组织和性能研究[D];东北大学;2014年

3 马宁;高强度钢板热成形技术若干研究[D];大连理工大学;2011年

4 张杰;超高强度热成形钢镀层组织和性能研究[D];钢铁研究总院;2014年

5 王超;高强钢热成形接触导热和零件力学性能及工艺优化研究[D];华中科技大学;2014年

6 曹捚汇;高聚物板材三维曲面的多点热成形研究[D];吉林大学;2014年

7 石永军;激光热变形机理及复杂曲面板材热成形工艺规划研究[D];上海交通大学;2007年

8 刘凯;高强度汽车钢的热机械性能与相变研究以及典型汽车零件的热成形制造[D];华中科技大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王刚;高强度不锈钢螺旋桨热成形微观结构与性能的研究[D];集美大学;2015年

2 王成林;淬火—配分工艺强韧化热成形钢的研究[D];上海交通大学;2015年

3 赵淘;钛合金波纹管快速热成形技术[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 魏裕君;铝合金轻量化壁板的激光诱导热成形研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 余洋;热成形高强钢板及部件梯度力学性能研究[D];大连理工大学;2015年

6 张金女;热成形微观组织预测及S形梁模具分区冷却热成形技术研究[D];大连理工大学;2015年

7 武江涛;电磁力辅助铝板线加热成形的关键技术研究[D];大连理工大学;2015年

8 刘霞;车用超高强度热成形硼钢激光焊接组织性能研究[D];石家庄铁道大学;2014年

9 刘才溢;变梯度特性热成形技术基础研究[D];燕山大学;2015年

10 王辰m，

本文编号：1147441