【摘要】：在超高強度鋼板熱沖壓成形工藝中,能準確預(yù)測板料的溫度場與模具的受力狀況,對工藝制定與模具的優(yōu)化具有重要意義。通過ABAQUS模擬軟件建立塑性體熱力耦合有限元模型,對熱沖壓過程進行模擬仿真,分析板料與模具的溫度場以及模具所受的作用力。研究結(jié)果表明:板料轉(zhuǎn)移時間控制在10 s內(nèi)較好;在成形過程中,制件法蘭與側(cè)壁部分溫度分布均勻且基本一致,制件法蘭與側(cè)壁部分的溫度低于制件底部部分的溫度;為保證模具強度,凸模圓角處及底部、凹模入口圓角處及底部的冷卻水道直徑及密度應(yīng)較小,并且應(yīng)適當增大水道與底部表面的距離。
【圖文】：

型件模型，如圖1所示。利用NXMOLDWIZAＲD模塊分模建立凸模、凹模以及壓邊裝置的三維模型。將構(gòu)建的三維模型以stp格式導(dǎo)出，再導(dǎo)入ABAQUS中。對于板料空冷過程，主要考慮板料與空氣的對流換熱以及板料自身的熱輻射。板料采用DC3D8單元格式，單元總數(shù)為34000;定義環(huán)境和空氣的溫度為20℃，板料的初始溫度為900℃;板料的空冷時間為30s;板料與空氣的對流換熱系數(shù)為0.02mW·(mm2·K)－1;板料的輻射率為0.7;定義絕對零度為－273.15℃;斯特藩－玻爾茲曼常數(shù)為5.67E－011mW·(mm2·K4)－1，模型如圖2所示。圖1槽型件三維模型Fig.13Dmodelofgroovepart圖2板料空冷模型Fig.2Aircoolingmodelofsheet成形過程為熱－力耦合過程［8］，所有部件定義為塑性體。板料采用C3D8ＲT單元格式;凸模和凹模采用C3D4T單元格式［9］;壓邊裝置采用C3D8T單元格式;定義模具的初始溫度為20℃，將板料空冷模型中空冷4s的溫度場導(dǎo)入并作為該模型中板料初始溫度，模型如圖3所示。2成形對象溫度場分析2.1板料空冷過程中溫度場分析板料為BＲ1500HS鋼，其尺寸為1.8mm×180mm×200mm。將板料加熱到900℃，空冷30s，其溫度場如圖4所示。選取板料中間區(qū)域部分單元，如圖5所示。其圖3沖壓成形模型Fig.3Stampingformingmodel圖4板料空冷溫度場Fig.4Aircoolingtemperaturefieldofsheet圖5板料中間區(qū)域Fig.5Intermediateregionofsheet溫度場隨時間的變化曲線如圖6所示。由圖6曲線分析可知:板料在0～0.5s內(nèi)，溫度保持基本不變;在0.5～1s內(nèi)，溫度出現(xiàn)相對較明顯的變化，且溫度隨時間呈現(xiàn)出線性變化，T變化率=18℃·s－1，T1s=880℃;在1～10s內(nèi)，溫度隨時間呈曲線變化，其溫度的平均變化率為12.6℃·s－1，T1

型件模型，如圖1所示。利用NXMOLDWIZAＲD模塊分模建立凸模、凹模以及壓邊裝置的三維模型。將構(gòu)建的三維模型以stp格式導(dǎo)出，再導(dǎo)入ABAQUS中。對于板料空冷過程，，主要考慮板料與空氣的對流換熱以及板料自身的熱輻射。板料采用DC3D8單元格式，單元總數(shù)為34000;定義環(huán)境和空氣的溫度為20℃，板料的初始溫度為900℃;板料的空冷時間為30s;板料與空氣的對流換熱系數(shù)為0.02mW·(mm2·K)－1;板料的輻射率為0.7;定義絕對零度為－273.15℃;斯特藩－玻爾茲曼常數(shù)為5.67E－011mW·(mm2·K4)－1，模型如圖2所示。圖1槽型件三維模型Fig.13Dmodelofgroovepart圖2板料空冷模型Fig.2Aircoolingmodelofsheet成形過程為熱－力耦合過程［8］，所有部件定義為塑性體。板料采用C3D8ＲT單元格式;凸模和凹模采用C3D4T單元格式［9］;壓邊裝置采用C3D8T單元格式;定義模具的初始溫度為20℃，將板料空冷模型中空冷4s的溫度場導(dǎo)入并作為該模型中板料初始溫度，模型如圖3所示。2成形對象溫度場分析2.1板料空冷過程中溫度場分析板料為BＲ1500HS鋼，其尺寸為1.8mm×180mm×200mm。將板料加熱到900℃，空冷30s，其溫度場如圖4所示。選取板料中間區(qū)域部分單元，如圖5所示。其圖3沖壓成形模型Fig.3Stampingformingmodel圖4板料空冷溫度場Fig.4Aircoolingtemperaturefieldofsheet圖5板料中間區(qū)域Fig.5Intermediateregionofsheet溫度場隨時間的變化曲線如圖6所示。由圖6曲線分析可知:板料在0～0.5s內(nèi)，溫度保持基本不變;在0.5～1s內(nèi)，溫度出現(xiàn)相對較明顯的變化，且溫度隨時間呈現(xiàn)出線性變化，T變化率=18℃·s－1，T1s=880℃;在1～10s內(nèi)，溫度隨時間呈曲線變化，其溫度的平均變化率為12.6℃·s－1，T1

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【二級參考文獻】

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本文編號：2558911