中锰第三代汽车钢强韧性及回弹机理研究

发布时间：2017-08-20 10:32

  本文关键词：中锰第三代汽车钢强韧性及回弹机理研究

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【摘要】：第三代汽车中锰钢能够在保证车身部件碰撞安全性的同时也具有较好的冲压成形性能,其优异特性主要得益于其微观组织由超细晶铁素体和亚稳态奥氏体组成,在塑性变形过程中,由"TRIP"效应引起相变产生马氏体是其高强度、高塑性的原因,但也正是这种相变带来了多道次加工过程中复杂的加工硬化以及难以准确预测其回弹方面的问题。本文针对以上实际工程问题,围绕强塑积为30GPa%的中锰钢基本力学性能、非弹性回复行为以及加工硬化问题展开了如下研究：①通过单向拉伸试验和Kahn撕裂试验,测定材料不同方向上的基础力学参数及撕裂韧性,并验证了不同应变速率对以上性能的影响,通过断口形貌对以上测试样件从微观角度加以分析说明；②通过循环加载-卸载实验,对材料非弹性回复行为进行了研究,得出变形过程中卸载弹性模量随应变变化关系,为后续的回弹仿真提供可靠依据；③通过不同梯度的预应变以及加入循环加载-卸载预应变拉伸试验,探究多道次成形过程中的加工硬化问题,并通过光学显微镜、透射电镜观测以及断口形貌分析对宏观力学性能变化提出微观层面的解释；④通过三点弯曲实验探究成形速度、压头下压量以及轴向预应变对样件最终回弹角的影响,使用ABAQUS有限元仿真软件中的USDFLD子程序,建立了弹性模量随应变实时变化的三点弯曲有限元模型,并与实验结果进行对比,实现更为准确的回弹预测。
【关键词】：中锰钢 非弹性回复 预应变 加工硬化 有限元模型
【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】：U465.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 高强钢的分类9-10
• 1.3 第三代汽车钢研究现状10-13
• 1.3.1 第三代汽车用高强钢介绍及其研究现状10-11
• 1.3.2 中锰第三代汽车钢11-13
• 1.4 中锰钢研究现状13-14
• 1.5 主要存在问题及本文研究内容14-15
• 1.5.1 主要存在问题14
• 1.5.2 本文研究内容14-15
• 2 不同方向及应变速率对中锰钢力学性能影响15-34
• 2.1 引言15
• 2.2 实验材料15-16
• 2.3 单向拉伸实验16-22
• 2.3.1 板料不同方向的单向拉伸18-20
• 2.3.2 不同应变率下的单向拉伸20-22
• 2.4 Kahn撕裂实验22-27
• 2.5 单向拉伸实验及Kahn撕裂实验的断裂机理分析27-33
• 2.5.1 断口学发展状况及现状27
• 2.5.2 实验材料及方法27-28
• 2.5.3 断口形貌分析28-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 循环加载与拉伸预应变对中锰钢力学性能的影响34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 实验材料及实验方法34-35
• 3.3 循环加-卸载拉伸实验35-38
• 3.4 施加预应变的单向拉伸实验38-53
• 3.4.1 实验结果分析39-44
• 3.4.2 光学显微镜分析44-47
• 3.4.3 透射电镜分析47-49
• 3.4.4 断口形貌分析49-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 影响中锰钢回弹因素探究及有限元模拟54-66
• 4.1 实验材料及方法54-58
• 4.2 实验过程58-61
• 4.2.1 下压速率对样件弯曲性能的影响58
• 4.2.2 不同下压量对样件三点弯曲性能的影响58-60
• 4.2.3 不同预应变对样件三点弯曲性能的影响60-61
• 4.3 一种基于变弹性模量的三点弯曲有限元模型61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71

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本文编号：706149