双相钢车身板成形的韧性断裂准则研究及应用

发布时间：2017-10-09 08:48

  本文关键词：双相钢车身板成形的韧性断裂准则研究及应用

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【摘要】：先进高强度双相钢以其较高的强度和良好的塑性在汽车产业用钢中越来越受到企业的青睐,但是先进高强度钢在冲压成形过程中由于剪切和颈缩竞争导致出现独有的断裂现象,困扰着车身板的成形工艺设计,阻碍着双相钢零件的尺寸精度与成形质量的进一步提高。基于双相钢车身板成形剪切断裂机理的研究,通过对工程常用韧性断裂准则的比较与分析,采用了统一拉伸和剪切这两种现象的韧性断裂准则,利用单拉剪切试验和有限元仿真相结合对先进高强度双相钢剪切断裂进行了研究,提出利用应力三轴度和极限断裂应变的关系曲线作为判据,达到了对先进高强度双相钢冲压成形断裂预测的目的。本文的主要研究内容包括:1、概括了材料本构方程基础理论和弹塑性本构关系,总结了板料成形有限元分析的基本理论,为后续内容的研究打下坚实基础。2、利用设计的剪切和拉伸试件对先进高强度双相钢材料进行性能试验与仿真分析,研究了DP780钢的剪切断裂机理。3、研究了工程中常用的韧性断裂准则,对用来预测DP780钢断裂的适用性进行了详细的比较和评估,选取了能统一颈缩和剪切断裂的韧性断裂准则,并通过单拉剪切实验对准则未知参数进行了标定,以能够准确预测双相钢成形时的颈缩断裂和剪切断裂的竞争断裂行为。4、研究了DP780钢在拉伸和剪切情况下的断裂特性,发现在拉伸过程中断裂应变随着应力三轴度的增加而降低,在剪切过程中断裂应变随着应力三轴度的增加而增加。提出利用应力三轴度和极限断裂应变的关系曲线作为剪切断裂的实用判据。
【关键词】：先进高强度双相钢 冲压成形 韧性断裂准则 有限元仿真
【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
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 车身板冲压成形断裂准则的研究现状9-11
• 1.2.1 先进高强度钢的剪切断裂机理的研究9
• 1.2.2 韧性断裂准则研究现状9-11
• 1.3 论文的研究目标及研究内容11-12
• 1.3.1 研究目标11
• 1.3.2 研究内容11-12
• 1.4 本文的章节安排12-13
• 第二章 板料成形有限元仿真的基本理论13-21
• 2.1 引言13
• 2.2 各向同性弹性本构理论13-14
• 2.3 各向异性弹塑性本构理论14-20
• 2.3.1 屈服准则14-17
• 2.3.2 硬化法则17-19
• 2.3.3 流动法则19
• 2.3.4 一致性条件19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 先进高强度双相钢材料性能试验与仿真研究21-31
• 3.1 引言21
• 3.2 先进高强度钢DP780静态拉伸实验21-26
• 3.2.1 试验方案21-22
• 3.2.2 试验过程22-23
• 3.2.3 实验结果分析23-25
• 3.2.4 数值仿真25-26
• 3.3 先进高强度钢DP780剪切实验26-30
• 3.3.1 实验方案26-28
• 3.3.2 实验结果分析28-29
• 3.3.3 数值仿真29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 先进高强度双相钢成形过程韧性断裂准则的研究31-43
• 4.1 引言31
• 4.2 韧性断裂实验的数值模拟31-32
• 4.2.1 韧性断裂时的尺寸测量31-32
• 4.3 常用韧性断裂准则的比较和评估32-35
• 4.4 新韧性断裂准则的建立35-36
• 4.4.1 新韧性断裂准则的建立35
• 4.4.2 新韧性断裂准则参数的确立35-36
• 4.5 新建准则与摩尔库伦准则的比较36-42
• 4.5.1 有限元模型的比较36-37
• 4.5.2 仿真结果分析37-39
• 4.5.3 剪切断裂模拟39-41
• 4.5.4 不同的圆角半径对断裂的影响41-42
• 4.6 本章小结42-43
• 第五章 车身板料成形断裂判据的研究及应用43-65
• 5.1 引言43
• 5.2 应力三轴度的确定方法43-44
• 5.3 单轴拉伸下先进高强度双相钢的断裂特性研究44-48
• 5.3.1 断裂应变与应力三轴度的关系44-46
• 5.3.2 数值模拟46-47
• 5.3.3 有限元模拟与实验结果对比47-48
• 5.4 拉剪组合变形下先进高强度双相钢的断裂特性研究48-52
• 5.4.1 数值模拟48-50
• 5.4.2 有限元模拟与实验结果对比50-52
• 5.4.3 剪切情况下断裂应变与应力三轴度的关系52
• 5.5 双轴拉伸下先进高强度双相钢的断裂特性研究52-55
• 5.5.1 数值模拟53-55
• 5.6 B-W曲线的建立55-56
• 5.7 拉弯成形断裂试验56-60
• 5.7.1 仿真模型的建立57-58
• 5.7.2 仿真结果的分析58-59
• 5.7.3 B-W曲线的验证59-60
• 5.8 汽车地板纵梁冲压成形仿真实例60-63
• 5.8.1 有限元仿真模型的建立60-61
• 5.8.2 有限元仿真结果对比分析61-62
• 5.8.3 B-W曲线的验证62-63
• 5.9 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 附录：作者在读硕士期间发表的论文和参加的课题70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吕庆龙;孙彩凤;赵连星;李迪;;基于VUMAT的先进高强度双相钢车身板的拉弯剪切断裂模拟[J];农业装备与车辆工程;2015年04期

2 Gang HUO;Yi-ming CEN;Zhen-xing LI;Guo-dong LI;Chang-sheng LI;;Effects of Heat Treatment Process Parameters on Microstructure and Mechanical Properties of DP440Cold Rolled Strip[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2014年05期

3 黄晓忠;陈R际，

本文编号：999260