当前位置:主页 > 科技论文 > 汽车论文 >

双相钢车身板成形的细观断裂判据研究

发布时间:2018-03-10 12:21

  本文选题:板料成形 切入点:先进高强度双相钢 出处:《山东理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:汽车的轻量化使得人们越来越多地寻找新材料,以满足轻量化后汽车安全性等方面的要求。由于双相钢良好的力学性能和成形性,被逐渐应用于汽车车体的各种梁结构。但是,双相钢在成形时易发生剪切断裂现象,仅仅从宏观唯象的角度研究双相钢的剪切断裂失效准则具有一定的局限性,细观损伤理论把材料的微观损伤过程和宏观断裂过程联系起来,能更深入理解材料破坏的过程和内在的物理本质,成为近年来研究热点。本文利用GTN(Gurson-Tvergaard-Needlman)及扩展GTN细观损伤模型研究双相钢的不同断裂方式,建立了双相钢断裂失效的细观判据。首先,构建了Hill’48-GTN细观损伤模型,推导相应的本构方程。结合显式有限元法,利用Fortran语言编程实现了Hill’48-GTN模型VUMAT用户材料子程序。其次,针对目前GTN模型较难获得精确损伤参数的问题,提出一种新的基于幂指数材料硬化模型的损伤参数优化方法。利用试验设计的方法选取不同损伤参数组合,建立损伤参数与硬化参数之间的关系,在建立评价函数时采用材料的固有基本参数,不需要寻求新的变量,可以获得较为精确的损伤参数,并采用此方法确定了DP780双相钢的各损伤参数。再次,针对双相钢发生的剪切断裂现象,在原孔洞体积分数增量中引入一项剪切损伤量,将剪切变形对损伤的贡献等效为孔洞体积分数的增长。对拉伸和单拉剪切试样分别采用引入剪切损伤量和无剪切损伤两种不同孔洞体积分数增长方式进行仿真,证明了在纯剪切状态考虑剪切损伤的孔洞体积演化能更好地预测材料的失效,但在较高应力三轴度时预测的损伤值偏高。最后,利用极限剪切塑性断裂应变定义剪切损伤量,并且将此损伤量引入GTN本构方程中。通过设计单拉剪切试验,获得材料失效时剪切损伤与宏观场量应力三轴度的关系,利用最小二乘原理拟合出剪切损伤极限值与应力三轴度的函数关系。根据剪切损伤极限值及韧性孔洞体积分数临界值与应力三轴度的关系建立了双相钢断裂的细观判据。仿真了不同圆角半径下拉弯成形的断裂结果,证明判据的正确性,最后模拟了地板梁冲压成形过程的断裂现象。
[Abstract]:The light weight of automobile makes people look for more and more new materials to meet the requirements of automobile safety after lightweight. Due to the good mechanical properties and formability of dual phase steel, it is gradually used in various beam structures of automobile body. The phenomenon of shear fracture is easy to occur in the forming of duplex steel. It is limited to study the failure criterion of shear fracture of dual phase steel only from the macroscopic phenomenological point of view. The microscopic damage process and the macroscopic fracture process are connected by the meso-damage theory, and the damage process and the intrinsic physical nature of the material can be better understood. It has become a hot research topic in recent years. In this paper, different fracture modes of dual-phase steel are studied by using Gurson-Tvergaard-Needlman (Hill'48-GTN) and extended GTN meso-damage model, and the meso-criterion of fracture failure of dual-phase steel is established. Firstly, the meso-damage model of Hill'48-GTN is constructed. The corresponding constitutive equation is derived, and the VUMAT user material subprogram of Hill'48-GTN model is realized by using Fortran language with explicit finite element method. Secondly, it is difficult to obtain accurate damage parameters for GTN model at present. A new damage parameter optimization method based on exponential material hardening model is proposed. The relationship between damage parameter and hardening parameter is established by selecting different damage parameter combinations by means of experimental design. When the evaluation function is established, the inherent basic parameters of the material can be obtained by using the basic parameters of the material without the need to seek new variables, and the damage parameters of DP780 duplex steel can be determined by using this method. Aiming at the shear fracture of duplex steel, a shear damage quantity is introduced into the increment of volume fraction of the original pore. The contribution of shear deformation to damage is equivalent to the increase of void volume fraction. It is proved that the pore volume evolution considering shear damage in the pure shear state can better predict the failure of the material, but the predicted damage value is higher at higher stress triaxiality. Finally, the shear damage is defined by the ultimate shear plastic fracture strain. The damage amount is introduced into the GTN constitutive equation. The relationship between the shear damage and the triaxiality of the macroscopic field stress is obtained by designing the single tensile shear test. The function relationship between shear damage limit value and stress triaxiality is fitted by using the least square principle. According to the shear damage limit value and the critical value of ductile pore volume fraction and stress triaxiality, the fine fracture of dual phase steel is established. The fracture results of tensile bending forming with different radius are simulated. The validity of the criterion is proved. Finally, the fracture phenomenon in the forming process of the floor beam is simulated.
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.82

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄群飞;何燕霖;李麟;;高性能双相钢的研究进展[J];热处理技术与装备;2007年03期

2 沈显璞,雷廷权;双相钢强度理论评述[J];机械工程材料;1984年06期

3 赵洪彩;盛惠琪;冷启明;王京璞;;热轧双相钢岛状组织的电镜分析[J];二汽科技;1992年03期

4 张梅,符仁钰,许洛萍;汽车用双相钢钢板的发展[J];热处理;2001年01期

5 傅敏士,肖亚航,魏宏波;纤维双相钢的组织形成及对性能的影响[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2002年04期

6 ;新型高强度易成形双相钢[J];武钢技术;2002年03期

7 罗娟娟;史文;黄群飞;李麟;;高马氏体量双相钢的组织与性能研究[J];钢铁;2008年04期

8 黄群飞;何燕霖;罗娟娟;史文;李麟;;马氏体体积分数对双相钢变形行为的影响[J];钢铁;2009年04期

9 肖尧荣;用双相钢生产又薄又轻的零件[J];机械工程材料;1979年03期

10 杨翰朴;双相钢及其发展动向[J];机械工程材料;1982年05期

相关会议论文 前10条

1 霍刚;张兴国;;冷轧双相钢性能特点及应用浅析[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年

2 高丽;周月明;刘俊亮;沈小丹;任忠鸣;;双相钢的研究进展及应用[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年

3 陈国涛;李洋;周景鑫;崔瑞甲;于聪教;王光辉;范开权;李彩云;;承钢1780开发优质热轧双相钢的可行性研究[A];2009年全国高品质热轧板带材控轧控冷与在线、离线热处理生产技术交流研讨会文集[C];2009年

4 吴菊环;金汉节;王义成;唐历;王丹;唐代明;翟大庆;;无钼热轧双相钢的研究[A];1999中国钢铁年会论文集(下)[C];1999年

5 郭佳;刘杰;周娜;姚志强;代晓莉;李飞;王全礼;;显微组织相貌对双相钢力学行为的影响[A];2012年全国轧钢生产技术会论文集(上)[C];2012年

6 陈连生;李秀景;褚春光;高华;耿立唐;;双相钢中第二相粒子的分析[A];2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集(上册)[C];2007年

7 吴晶;杨庆祥;张春玲;;耐候双相钢应力-应变曲线数值模拟[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年

8 蓝慧芳;刘相华;;马氏体冷轧—区淬火制备超细双相钢[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年

9 张弛;张爱文;朱鲁玲;蔡海燕;赵社平;;非调质高强度螺栓用双相钢盘条的研发[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年

10 宋仁伯;贺子龙;代启峰;;汽车用1000MPa级超高强冷轧双相钢的强化机理研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

相关重要报纸文章 前9条

1 本报记者 柳方秀;让生产更经济[N];中国冶金报;2011年

2 王文军译;双相钢微观组织的优化[N];世界金属导报;2013年

3 林立恒;双相钢与高强度低合金钢可成形性能比较[N];世界金属导报;2002年

4 高真凤;新利佩茨克公司高强度热镀锌双相钢生产工艺[N];世界金属导报;2011年

5 游建平;济钢热轧高强度双相钢DP600实现突破[N];世界金属导报;2011年

6 记者 阮海儿;宝钢率先开发出高强度热镀锌双相钢[N];中国冶金报;2004年

7 记者 白茂槐 通讯员 王小萍;包钢成功应用CSP工艺生产热轧双相钢[N];中国冶金报;2008年

8 Anish Karmakar R.D.K.Misra 李亚霏 译;双相钢临界区变形晶粒细化机制有新探索[N];中国冶金报;2013年

9 张海旺 刘雅政 宋仁伯 周乐育 管丽;变形温度对含Nb铁素体贝氏体双相钢相变规律的影响[N];世界金属导报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 王小鹏;微合金化冷轧双相钢连续退火过程相变规律及组织性能[D];东北大学;2014年

2 申文竹;新型膨胀管用铁素体马氏体双相钢的研究与开发[D];西南石油大学;2013年

3 张小云;双相钢点焊熔核界面撕裂失效机理与控制方法研究[D];上海交通大学;2008年

4 周乐育;高强度含铌热轧双相钢组织性能柔性控制研究[D];北京科技大学;2008年

5 许君;双相钢点焊接头疲劳特性及寿命预测研究[D];上海交通大学;2008年

6 钱昌明;双相钢电阻点焊熔核特征分析及质量检测方法研究[D];上海交通大学;2014年

7 邓照军;600MPa级高铝系冷轧双相钢的开发及微观组织研究[D];武汉科技大学;2012年

8 梁轩;高强度冷轧双相钢的热处理关键技术研究[D];上海交通大学;2008年

9 李远鹏;热镀锌DP780双相钢的选择性氧化行为研究[D];钢铁研究总院;2012年

10 刘彦春;C-Mn双相钢的组织形成机理研究及开发[D];东北大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 王曦;DP780双相钢的快速连续热处理工艺与组织性能的研究[D];东北大学;2013年

2 邓洁;基于数字图像相关法的双相钢微观变形行为研究[D];上海交通大学;2015年

3 李楠;含Ti双相钢热轧工艺及焊接热循环下组织性能研究[D];东北大学;2014年

4 胡超;DP780镀锌双相钢GMA焊工艺及气孔形成机理[D];江苏大学;2016年

5 孙彩凤;双相钢车身板成形的细观断裂判据研究[D];山东理工大学;2016年

6 赵连星;双相钢车身板成形的韧性断裂准则研究及应用[D];山东理工大学;2016年

7 卢源志;双相钢/铝合金激光焊添加粉末的焊接行为及机理研究[D];湖南大学;2016年

8 谭哲;双相钢/镁合金添加Sn箔激光焊接头连接机理研究[D];湖南大学;2016年

9 刘旭东;汽车用冷轧双相钢DP590和DP780的研制开发[D];辽宁科技大学;2016年

10 李超;冷轧双相不锈钢00Cr25Ni7Mo4N退火过程微观结构演变和力学性能研究[D];重庆大学;2016年



本文编号:1593313

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/1593313.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户cc6df***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com