基于温度场控制的定制热冲压U形件数值模拟及组织性能的研究
发布时间：2022-02-17 11:15
近二三十年来,汽车的需求量不断增加,并且其减重和安全性要求不断提高。超高强度钢热冲压件应运而生,在汽车工业中得到了广泛的应用。超高强度钢热冲压件具有全马氏体结构,其拉伸强度高达1500 MPa。通过传统热冲压工艺制造的零部件的强度虽然很高,韧性和耐撞性能却较差。乘用车的有些零部件需要各部位具有不同的性能,如轿车B柱。汽车在发生意外碰撞时,B柱中间的入侵控制区有较高的强度从而不产生变形,而两端能量吸收区吸收碰撞产生的能量,两者的相互配合才能保护乘员的安全。因此,传统热冲压件的变体—具有定制性能的热冲压零件出现在人们的视野中,满足了某些汽车零件的要求。本文以B1500HS钢为研究对象,通过有限元软件求解出连续定制热冲压的理想工艺参数后,利用带有提供高速气流装置的U形模具进行了定制热冲压实验,并分析了U形件的显微组织和力学性能。主要研究内容和结论如下:（1）由FLUENT和ABAQUS仿真软件分别对U形件的淬火区和定制区进行了数值模拟,综合FLUENT和ABAQUS中温度场的模拟结果,确定了连续定制热冲压实验的理想气流速度和保压时间。结论如下:气流速度为1、3、4.5、5.5和7 m/s时,...
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 热冲压成形用钢的研究现状
1.3 定制热冲压成形国内外研究现状
1.4 课题研究的意义及内容
第2章 定制热冲压成形理论
2.1 引言
2.2 奥氏体形成的影响因素
2.3 金属的热塑性变形
2.3.1 热塑性变形机制
2.3.2 热塑性变形的影响因素
2.4 组织转变
2.4.1 马氏体相变
2.4.2 贝氏体相变
2.4.3 组织转变的影响因素
2.4.4 连续冷却
2.6 热量传递
2.6.1 热传导
2.6.2 热对流
2.6.3 热辐射
2.7 本章小结
第3章 定制热冲压关键工艺参数模拟研究
3.1 引言
3.2 模拟软件的选择
3.3 模拟方法及其模型
3.4 模拟参数的选择和设定
3.4.1 ABAQUS中的参数设置
3.4.2 FLUENT中的参数设置
3.5 模拟结果
3.5.1 成形过程
3.5.2 气流速度对淬火区温度场的影响
3.5.3 保压时间对U形件温度场的影响
3.6 不同设置模具温度下温度场的预测
3.7 本章小结
第4章 定制热冲压实验
4.1 引言
4.2 材料与设备
4.3 实验方法
4.3.1 定制热冲压实验
4.3.2 组织和性能实验
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 显微组织分析
4.4.2 力学性能分析
4.4.3 温度-组织-性能的关系
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]DP980钢激光拼焊接头动态拉伸力学性能研究[J]. 夏卫生,马湘,韦春华,田文扬. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]Determination of Elastoplastic Mechanical Properties of the Weld and Heat Affected Zone Metals in Tailor-Welded Blanks by Nanoindentation Test[J]. MA Xiangdong,GUAN Yingping,YANG Liu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[3]超高强钢热成形淬火阶段的工艺参数优化[J]. 谷诤巍,吕萌萌,赵立辉,徐虹,李欣,陆冠含. 吉林大学学报(工学版). 2016(03)
[4]高强钢B340LA与B1500HS钢激光拼焊板热冲压淬火性能[J]. 唐炳涛,原政军,张保仪,谢晖. 材料热处理学报. 2013(02)
[5]汽车超高强钢热冲压成形新工艺——选择性冷却[J]. 桂中祥,张宜生,王子健. 热加工工艺. 2013(01)
[6]轿车车身轻量化及其对连接技术的挑战[J]. 李永兵,李亚庭,楼铭,林忠钦. 机械工程学报. 2012(18)
[7]钢结构车身的轻量化研究[J]. 何健,范军锋,黄伟科,冯奇,凌天钧. 汽车工艺与材料. 2012(01)
[8]高强度钢在汽车制造中的应用[J]. 马鸣图,易红亮. 热处理. 2011(06)
[9]差厚板汽车B柱轻量化设计[J]. 兰凤崇,唐杰,钟阳,陈吉清. 现代零部件. 2011(12)
[10]考虑侧碰的汽车B柱加强板材料性能梯度优化[J]. 朱敏,姬琳,叶辉. 吉林大学学报(工学版). 2011(05)
博士论文
[1]高强钢板料变强度热冲压成形研究及应用[D]. 王子健.华中科技大学 2016
[2]汽车桥壳热冲压成形工艺数值模拟及工程应用研究[D]. 毕文权.吉林大学 2009
硕士论文
[1]高强钢热冲压成形中的相变模型及应用研究[D]. 谭方培.哈尔滨工业大学 2016
[2]激光拼焊板焊缝线位置反求优化方法研究[D]. 赵树武.湖南大学 2016
[3]B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 库中贤.吉林大学 2016
[4]高强钢热成形过程模具磨损的数值模拟研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2016
[5]变梯度特性热成形技术基础研究[D]. 刘才溢.燕山大学 2015
[6]超高强钢温热成形数值模拟研究[D]. 刘京伟.吉林大学 2015
[7]激光拼焊板焊接接头的机械性能及焊接过程变形行为研究[D]. 蒋涛.重庆大学 2015
[8]高强钢板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 刘冰琪.吉林大学 2014
[9]高强钢变强度成形的综合目标实现方法研究[D]. 喻苗.华中科技大学 2014
[10]车身梁类件冲压回弹分析及控制研究[D]. 刘雁冰.重庆理工大学 2014
本文编号：3629335
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 热冲压成形用钢的研究现状
1.3 定制热冲压成形国内外研究现状
1.4 课题研究的意义及内容
第2章 定制热冲压成形理论
2.1 引言
2.2 奥氏体形成的影响因素
2.3 金属的热塑性变形
2.3.1 热塑性变形机制
2.3.2 热塑性变形的影响因素
2.4 组织转变
2.4.1 马氏体相变
2.4.2 贝氏体相变
2.4.3 组织转变的影响因素
2.4.4 连续冷却
2.6 热量传递
2.6.1 热传导
2.6.2 热对流
2.6.3 热辐射
2.7 本章小结
第3章 定制热冲压关键工艺参数模拟研究
3.1 引言
3.2 模拟软件的选择
3.3 模拟方法及其模型
3.4 模拟参数的选择和设定
3.4.1 ABAQUS中的参数设置
3.4.2 FLUENT中的参数设置
3.5 模拟结果
3.5.1 成形过程
3.5.2 气流速度对淬火区温度场的影响
3.5.3 保压时间对U形件温度场的影响
3.6 不同设置模具温度下温度场的预测
3.7 本章小结
第4章 定制热冲压实验
4.1 引言
4.2 材料与设备
4.3 实验方法
4.3.1 定制热冲压实验
4.3.2 组织和性能实验
4.4 实验结果与讨论
4.4.1 显微组织分析
4.4.2 力学性能分析
4.4.3 温度-组织-性能的关系
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
硕士期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]DP980钢激光拼焊接头动态拉伸力学性能研究[J]. 夏卫生,马湘,韦春华,田文扬. 华中科技大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]Determination of Elastoplastic Mechanical Properties of the Weld and Heat Affected Zone Metals in Tailor-Welded Blanks by Nanoindentation Test[J]. MA Xiangdong,GUAN Yingping,YANG Liu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[3]超高强钢热成形淬火阶段的工艺参数优化[J]. 谷诤巍,吕萌萌,赵立辉,徐虹,李欣,陆冠含. 吉林大学学报(工学版). 2016(03)
[4]高强钢B340LA与B1500HS钢激光拼焊板热冲压淬火性能[J]. 唐炳涛,原政军,张保仪,谢晖. 材料热处理学报. 2013(02)
[5]汽车超高强钢热冲压成形新工艺——选择性冷却[J]. 桂中祥,张宜生,王子健. 热加工工艺. 2013(01)
[6]轿车车身轻量化及其对连接技术的挑战[J]. 李永兵,李亚庭,楼铭,林忠钦. 机械工程学报. 2012(18)
[7]钢结构车身的轻量化研究[J]. 何健,范军锋,黄伟科,冯奇,凌天钧. 汽车工艺与材料. 2012(01)
[8]高强度钢在汽车制造中的应用[J]. 马鸣图,易红亮. 热处理. 2011(06)
[9]差厚板汽车B柱轻量化设计[J]. 兰凤崇,唐杰,钟阳,陈吉清. 现代零部件. 2011(12)
[10]考虑侧碰的汽车B柱加强板材料性能梯度优化[J]. 朱敏,姬琳,叶辉. 吉林大学学报(工学版). 2011(05)
博士论文
[1]高强钢板料变强度热冲压成形研究及应用[D]. 王子健.华中科技大学 2016
[2]汽车桥壳热冲压成形工艺数值模拟及工程应用研究[D]. 毕文权.吉林大学 2009
硕士论文
[1]高强钢热冲压成形中的相变模型及应用研究[D]. 谭方培.哈尔滨工业大学 2016
[2]激光拼焊板焊缝线位置反求优化方法研究[D]. 赵树武.湖南大学 2016
[3]B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 库中贤.吉林大学 2016
[4]高强钢热成形过程模具磨损的数值模拟研究[D]. 刘鑫.吉林大学 2016
[5]变梯度特性热成形技术基础研究[D]. 刘才溢.燕山大学 2015
[6]超高强钢温热成形数值模拟研究[D]. 刘京伟.吉林大学 2015
[7]激光拼焊板焊接接头的机械性能及焊接过程变形行为研究[D]. 蒋涛.重庆大学 2015
[8]高强钢板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究[D]. 刘冰琪.吉林大学 2014
[9]高强钢变强度成形的综合目标实现方法研究[D]. 喻苗.华中科技大学 2014
[10]车身梁类件冲压回弹分析及控制研究[D]. 刘雁冰.重庆理工大学 2014
本文编号：3629335
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