变强度薄壁金属管件的吸能性能研究

发布时间：2017-12-11 14:18

  本文关键词：变强度薄壁金属管件的吸能性能研究

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【摘要】：随着我国汽车保有量不断上升,汽车交通事故频发。提高车身所用薄壁管件的吸能效果,是减少事故中损失的重要手段。为此,有必要研制吸能效果好的新型薄壁管件。通常的薄壁管件都是等强度的,由于变形模式不稳定,需要有预先压制的诱导槽。如果将等强度的薄壁管件进行分区局部淬火处理,制备出长度方向上存在淬火区和非淬火区相间的管件,则由于其各区域力学性能差异,变形模式和吸能效果会有很大变化。本文即针对这种新型变强度薄壁管件进行试验研究和数值模拟研究。选用DP590和HC260LA两种材质的汽车用钢薄壁管件,用感应加热设备对其轴向局部区域加热到奥氏体化温度,随后放入盐水中淬火,获得变强度薄壁管件。这种薄壁管件可分为三个硬度逐渐增大的区域,即原始组织区、热影响区和淬火区。由于在淬火区域生成板条状马氏体组织,因此屈服强度和抗拉强度都得到提高。DP590淬火区域的屈服强度提高48%～52%,抗拉强度提高29%～31%,HC260LA的屈服强度提高52%～61%,抗拉强度提高65%～73%。在100t万能材料试验机上,对原始等强度薄壁管件与新型变强度薄壁管件进行准静态压缩试验,以考查其变形模式和吸能效果。试验结果表明,相比等强度薄壁管件,变强度薄壁管件具有更好的变形模式和吸能效果。DP590材质的变强度薄壁管件最大总吸能提高72%,最大平均载荷提高72%。HC260LA材质的变强度薄壁管件最大总吸能提高38%,最大平均载荷提高37%。利用LS-DYNA软件对所制备的薄壁管件进行了动态压缩数值模拟,分析其变形模式和吸能效果。模拟结果表明,变形总是从原始组织区开始。变强度薄壁管件中的原始组织区起到诱导槽的作用,可以通过优化原始组织区和淬火区的分布,控制峰值力出现的时机和大小,以优化整个碰撞效果。变强度薄壁管件制备简单,相比带诱导槽的等强度薄壁管件成本低,因此在未来汽车的薄壁结构吸能件中有较好的应用前景。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.14

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本文编号：1278775