本文關(guān)鍵詞：汽車用高強(qiáng)板成形性能的模擬研究

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【摘要】：汽車工業(yè)的快速發(fā)展使得汽車用鋼的需求量日益增長。為了滿足汽車輕量化和節(jié)能減排的要求，強(qiáng)度更高、機(jī)械性能更好的汽車用鋼成為了各個(gè)鋼廠競相研發(fā)的鋼種。對(duì)于新研發(fā)的鋼種，深入了解和分析其關(guān)鍵成形性能是必不可少的，這對(duì)于保證其成形質(zhì)量和后期投入使用的安全性至關(guān)重要。 本文基于新研發(fā)的700MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度汽車大梁板，首先通過拉伸試驗(yàn)得到了材料在準(zhǔn)靜態(tài)和應(yīng)變速率分別為10-4、10-3、10-2下的力學(xué)性能和應(yīng)力應(yīng)變曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此700MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的屈服強(qiáng)度為790MPa，抗拉強(qiáng)度為969MPa，彈性模量為227GPa，斷后伸長率為20.5%，當(dāng)應(yīng)變速率提高時(shí)材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均提高，但塑性有所下降。 研究中所涉及到的大梁成形方式為沖壓成形和輥彎成形，采用有限元模擬的手段研究了板料在兩種不同的成形方式下的成形性能。模擬過程中，基于前人已有的成果和兩種成形方式各自的特點(diǎn)在通用有限元模擬軟件ANSYS中建立了沖壓和輥彎的有限元模型，將已測得的700MPa級(jí)低合金高強(qiáng)度鋼的力學(xué)性能通過軟件中的本構(gòu)方程應(yīng)用于有限元計(jì)算中以得到有針對(duì)性的模擬結(jié)果。 沖壓模擬結(jié)果顯示：此700MPa低合金高強(qiáng)度大梁板在沖壓中表現(xiàn)為負(fù)回彈，側(cè)壁在回彈的作用下向內(nèi)彎曲呈圓弧形，沖壓過程中板料存在減薄，減薄最嚴(yán)重處位于側(cè)壁上端，，所以側(cè)壁的上端在實(shí)際沖壓中容易產(chǎn)生減薄開裂，而且板料減薄會(huì)隨著沖壓速率的提高而變嚴(yán)重。針對(duì)沖壓中板料的回彈情況，基于沖壓工藝和板料的特點(diǎn)提出了兩種控制回彈的措施并給出了模擬過程，模擬結(jié)果顯示通過角度補(bǔ)償和增大凹凸模間隙的方式可以有效的減小板料的回彈量。 通過模擬輥彎成形過程可以得知，此高強(qiáng)鋼在輥彎成形中回彈不明顯，但會(huì)出現(xiàn)顯著的縱向彎曲，大梁中部較兩端抬高8.27mm，同時(shí)成形結(jié)束后板料在圓角部位有較明顯的減薄。由不同輥彎速率下輥彎模擬結(jié)果可知，輥彎速率的提高會(huì)使板料對(duì)成形輥的作用反力增大。
【關(guān)鍵詞】：大梁鋼成形 沖壓 輥彎 有限元模擬
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG386
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-20
• 1.1 汽車用鋼研發(fā)和應(yīng)用7-10
• 1.1.1 國內(nèi)外汽車用鋼研發(fā)進(jìn)展7-9
• 1.1.2 大梁鋼的生產(chǎn)要求及特點(diǎn)9-10
• 1.2 汽車大梁的生產(chǎn)方式及特點(diǎn)10-16
• 1.2.1 沖壓成形及特點(diǎn)10-12
• 1.2.2 沖壓工藝的形狀缺陷12-13
• 1.2.3 輥彎成形及特點(diǎn)13-14
• 1.2.4 輥彎工藝的形狀缺陷14-15
• 1.2.5 大梁不同成形方式對(duì)比15-16
• 1.3 有限元仿真技術(shù)的應(yīng)用16-19
• 1.3.1 隱式有限元計(jì)算方法及特點(diǎn)16-17
• 1.3.2 顯式動(dòng)力學(xué)有限元技術(shù)17
• 1.3.3 有限元求解中的非線性17-18
• 1.3.4 研究所用單元簡介18-19
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容19-20
• 2 塑性變形理論20-27
• 2.1 經(jīng)典彈塑性本構(gòu)關(guān)系20-25
• 2.1.1 屈服準(zhǔn)則20-22
• 2.1.2 強(qiáng)化法則22-24
• 2.1.3 流動(dòng)法則24-25
• 2.2 塑性加工問題的求解25-27
• 3 板料沖壓模擬及成形性能分析27-43
• 3.1 單軸拉伸試驗(yàn)27-30
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備27
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果27-30
• 3.2 材料強(qiáng)化模型選擇30-32
• 3.2.1 隱式分析中材料強(qiáng)化模型的選取30-32
• 3.2.2 顯式分析中材料模型選取32
• 3.3 U 形大梁沖壓成形性能的模擬分析32-39
• 3.3.1 隱式?jīng)_壓計(jì)算模型的建立32-33
• 3.3.2 沖壓模擬有限元模型驗(yàn)證33-34
• 3.3.3 隱式?jīng)_壓模擬結(jié)果與討論34-37
• 3.3.4 基于顯式計(jì)算的不同沖壓速率下板料的減薄37-39
• 3.4 減小回彈的措施及分析39-43
• 3.4.1 角度補(bǔ)償減小回彈39-40
• 3.4.2 增大凹凸模間隙減小回彈40-43
• 4 板料輥彎成形模擬及成形性能分析43-53
• 4.1 隱式輥彎計(jì)算模型的建立43-44
• 4.2 輥彎模擬有限元模型驗(yàn)證44-45
• 4.3 隱式輥彎模擬結(jié)果與討論45-50
• 4.4 基于顯式計(jì)算的不同輥彎速率下板料對(duì)成形輥的反力50-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 附錄A58-67
• 在學(xué)研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1026425