發(fā)布時間：2017-11-25 09:35

  本文關(guān)鍵詞：先進高強鋼邊緣破裂的影響因素及預(yù)測模型研究

  更多相關(guān)文章： 邊緣破裂 預(yù)變形 曲率半徑 沖裁熱效應(yīng) 有限元模型

【摘要】：先進高強鋼不僅擁有超高的強度,而且兼具良好的塑性以及較高的疲勞強度和碰撞吸收性能,因此很好地滿足了汽車工業(yè)中輕量化和安全性的制造要求。邊緣破裂是先進高強鋼沖壓成形中一類常見的破裂問題。板料的邊緣由于受到材料性能、加工工藝、斷面質(zhì)量等等因素的綜合影響,在變形過程中往往還沒達到傳統(tǒng)FLD所預(yù)測的成形極限時就發(fā)生了失效或破裂,宏觀表現(xiàn)為板料邊緣的成形能力下降。因此研究邊緣破裂的影響因素和預(yù)測模型對汽車工業(yè)制造有至關(guān)重要的意義。本課題基于國家自然科學(xué)基金項目(基金編號:51105246)開展了一系列實驗和模擬研究,通過對高強度雙相鋼板(DP780和DP980)進行預(yù)變形實驗、擴孔實驗、不同溫度下的單拉實驗以及相關(guān)的模擬,探究預(yù)變形、曲率半徑和沖裁熱效應(yīng)對板料邊緣拉伸性能的影響。模擬中比較了三種經(jīng)典韌性斷裂準(zhǔn)則在板料成形中的適用性,并驗證實驗規(guī)律。同時基于Abaqus軟件針對先進高強鋼的邊緣破裂現(xiàn)象提出新的預(yù)測模型,適用于含有沖裁損傷的板料邊緣的成形極限預(yù)測,改善了傳統(tǒng)理想模型在邊緣破裂預(yù)測方面的不足。本文主要研究成果如下:(1)通過預(yù)變形實驗、線切割制孔和擴孔實驗研究了預(yù)變形對邊緣拉伸性能的影響。實驗結(jié)果表明,預(yù)變形導(dǎo)致的加工硬化會明顯影響板料邊緣的拉伸性能,且預(yù)變形量越大的邊緣對應(yīng)的拉伸性能越差。(2)通過對不同孔徑的圓孔進行擴孔實驗研究曲率半徑對邊緣拉伸性能的影響。實驗結(jié)果表明,對同種材料而言,邊緣的曲率半徑越小,拉伸性能越差。(3)比較了Rice-Tracey、Brozzo和Ayada三種斷裂準(zhǔn)則在不同孔徑擴孔模擬中的預(yù)測精度。模擬結(jié)果顯示:對DP780擴孔工藝而言,Ayada斷裂準(zhǔn)則預(yù)測精度最高;對DP980擴孔而言,選用Rice-Tracey斷裂準(zhǔn)則相對比較合適。(4)通過單拉實驗測定了DP780不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線,對沖裁材料模型進行優(yōu)化。根據(jù)模具溫度和材料模型的不同,利用Deform軟件設(shè)置四組沖裁模擬對比,指出沖裁過程中板料變形區(qū)存在明顯的溫度變化,應(yīng)該利用優(yōu)化模型提高模擬精度。此外,沖裁時板料變形區(qū)的溫度變化范圍受材料模型的影響較小,且連續(xù)沖裁導(dǎo)致的模具升溫對薄板沖裁影響也比較小。(5)提出了兩個新參數(shù),損傷區(qū)(Damage Zone)和等效失效應(yīng)變比(Effective Failure Strain Ratio,EFSR),分別用于表征邊緣預(yù)損傷和邊緣拉伸性能,并以兩個新參數(shù)為基礎(chǔ),基于M-K模型和Hill縮頸理論建立了一個新的有限元模型,適用于含有沖裁損傷的邊緣成形極限預(yù)測。同時通過沖孔和擴孔實驗驗證新模型相比傳統(tǒng)理想模型在預(yù)測邊緣成形極限方面的優(yōu)越性。(6)本文進行了大量的擴孔實驗,結(jié)果均表明DP980的擴孔性能要優(yōu)于DP780,且擴孔時裂紋傾向于沿板料軋制方向產(chǎn)生,裂紋方向與裂紋所在處邊緣的切線方向成45°。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U465.1;TG142

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 余海燕;;汽車用TRIP高強度鋼板的成形行為試驗研究[J];汽車工程;2007年08期

2 王廣勇;王剛;;高強度鋼在汽車輕量化中的應(yīng)用[J];汽車工藝與材料;2011年01期

3 趙立輝;呂萌萌;徐虹;鄭生虎;;高強度鋼沖壓件側(cè)壁卷曲缺陷的數(shù)值模擬分析[J];汽車工藝與材料;2011年09期

4 余海燕;高云凱;;汽車用DP鋼與TRIP鋼的成型性能試驗研究[J];汽車技術(shù);2008年04期

5 王曉東;王利;戎詠華;;TRIP鋼研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J];熱處理;2008年06期

6 秦利國;李波濤;;汽車底盤用高擴孔型熱軋鋼板的試制[J];山東冶金;2010年03期

7 曾偉明;張梅;李麟;符仁鈺;;超高強度微合金復(fù)相鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變特性[J];上海金屬;2010年01期

8 王敏;張海濤;潘華;雷鳴;;DP590雙相鋼電阻點焊熔核形成過程的數(shù)值模擬[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2009年01期

9 張勇;李光耀;;基于序列響應(yīng)面方法的汽車板選材優(yōu)化設(shè)計[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2010年01期

10 馮yN卿;;雙相鋼在汽車行業(yè)中的應(yīng)用[J];上海汽車;2008年04期

，

本文編號：1225590