本文關(guān)鍵詞：基于GTN損傷模型的高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高強(qiáng)度鋼板熱沖壓技術(shù)是實(shí)現(xiàn)減小汽車(chē)自身重量,以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的有效途徑。與傳統(tǒng)冷沖壓相比熱沖壓后的鋼板具有成形性好,生產(chǎn)的零件具有無(wú)回彈、形狀精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)。高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形過(guò)程板料溫度變化顯著(600℃-900℃),高溫工況使板得熱沖壓成形過(guò)程中的損傷演化變得更為復(fù)雜,而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)上述過(guò)程中的損傷演化模式和機(jī)理,將能夠有效指導(dǎo)成形工藝的優(yōu)化,節(jié)約工藝的試錯(cuò)成本,提高生產(chǎn)效率。因此,有必要對(duì)金屬板材在高溫變形條件下的損傷行為進(jìn)行細(xì)致研究以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形仿真預(yù)測(cè)。GTN(Gruson-Tvergaard-Needleman)細(xì)觀損傷模型被廣泛用于預(yù)測(cè)延性材料在成形過(guò)程中頸縮或破裂情況,其可以將材料的宏觀拉伸過(guò)程與材料內(nèi)部損傷演化過(guò)程聯(lián)系起來(lái),所以將GTN損傷模型考慮進(jìn)成形性仿真預(yù)測(cè)具有十分重要的意義。因此,本文首先進(jìn)行了常溫、600℃、700℃、800℃和900℃的高強(qiáng)度硼鋼22Mn B5的單向拉伸試驗(yàn),獲得了高強(qiáng)度硼鋼22Mn B5板材在成形階段的熱力流變行為,并且通過(guò)SEM觀察拉伸試件斷裂位置的損傷特點(diǎn)。而后基于GTN細(xì)觀損傷理論結(jié)合響應(yīng)曲面中心復(fù)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和遺傳算法,系統(tǒng)的建立了金屬板材高溫?fù)p傷參數(shù)識(shí)別方法,獲取了高強(qiáng)度硼鋼22Mn B5在常溫、600℃、700℃、800℃和900℃的特征損傷參數(shù)值,并分析了損傷參數(shù)的波動(dòng)變化對(duì)材料宏觀力學(xué)行為的影響以及溫度對(duì)材料損傷變量值的影響。進(jìn)一步通過(guò)半球形剛性凸模脹形試驗(yàn)法獲得了高強(qiáng)度硼鋼22Mn B5板材在700℃熱狀態(tài)下的成形極限圖,利用有限元分析軟件Abaqus建立耦合GTN細(xì)觀損傷的脹形試驗(yàn)有限元模型,分析其預(yù)測(cè)破裂位置的準(zhǔn)確性,獲得損傷變量與材料變形歷史相關(guān)的規(guī)律之后,以fc(GTN模型中的聚合孔洞體積分?jǐn)?shù))作為判斷熱沖壓板料成形極限的依據(jù),并與脹形試驗(yàn)中的成形極限圖對(duì)比,結(jié)果證明:耦合GTN細(xì)觀損傷的熱沖壓數(shù)值模擬可以有效的預(yù)測(cè)板材的成形性,研究結(jié)果可以為熱沖壓成形數(shù)值模擬提供理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：高強(qiáng)度鋼 熱沖壓 GTN模型 反算標(biāo)定 響應(yīng)曲面法 成形性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 背景以及研究意義10-11
• 1.2 高強(qiáng)度鋼板材熱沖壓成形研究的進(jìn)展11-15
• 1.2.1 高強(qiáng)度鋼介紹11-12
• 1.2.2 高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)及其特點(diǎn)概述12-14
• 1.2.3 高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 細(xì)觀損傷力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀15-21
• 1.3.1 細(xì)觀損傷力學(xué)闡述15-17
• 1.3.2 GTN模型的本構(gòu)關(guān)系17-19
• 1.3.3 GTN細(xì)觀損傷力學(xué)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3.4 GTN細(xì)觀損傷模型參數(shù)測(cè)定研究進(jìn)展20-21
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容21-24
• 第2章 熱沖壓高強(qiáng)度鋼 22MNB5的基礎(chǔ)力學(xué)性能24-34
• 2.1 引言24-25
• 2.2 金屬的熱塑性變形理論25-27
• 2.2.1 熱塑性變形的軟化過(guò)程25-26
• 2.2.2 熱塑性變形機(jī)理26-27
• 2.3 熱沖壓高強(qiáng)度鋼 22MNB5單向拉伸試驗(yàn)27-33
• 2.3.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)樣件27-28
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及試驗(yàn)方案28-29
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析29-31
• 2.3.4 掃描電鏡分析31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 有限元反向標(biāo)定GTN損傷參數(shù)34-66
• 3.1 引言34-35
• 3.2 有限元模型的建立35-39
• 3.2.1 有限元仿真本構(gòu)積分算法的實(shí)現(xiàn)35-37
• 3.2.2 單向拉伸仿真模型37-39
• 3.3 GTN損傷參數(shù)的獲得39-62
• 3.3.1 響應(yīng)曲面法介紹40-41
• 3.3.2 響應(yīng)曲面法求解損傷參數(shù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)41-47
• 3.3.3 遺傳算法獲得損傷參數(shù)值47-51
• 3.3.4 高溫?fù)p傷參數(shù)的識(shí)別51-62
• 3.4 單向拉伸有限元仿真結(jié)果分析62-65
• 3.5 本章小節(jié)65-66
• 第4章 基于GTN模型的熱沖壓成形性仿真研究66-84
• 4.1 引言66
• 4.2 熱沖壓實(shí)驗(yàn)66-73
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)66-68
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料與制備68-69
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程69-70
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析70-73
• 4.3 基于GTN模型的熱沖壓仿真73-82
• 4.3.1 基于GTN模型的沖壓仿真73-74
• 4.3.2 熱沖壓仿真分析結(jié)果74-76
• 4.3.3 基于GTN模型的斷裂準(zhǔn)則建立方法76-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 第5章 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92

【相似文獻(xiàn)】

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