【摘要】：先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(英文名稱:Advanced High Strength Steel,縮寫:AHSS)因其強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)和焊接性能好等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于汽車工業(yè),其主要用來(lái)制造汽車白車身的結(jié)構(gòu)件和安全件。在相關(guān)結(jié)構(gòu)件和車身件上合理采用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼,可以有效減輕汽車的總體重量,同時(shí)提高車身在碰撞過(guò)程中的被動(dòng)安全性。本論文以先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板為研究對(duì)象,結(jié)合不同的外部載荷條件和不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與材料特點(diǎn),對(duì)AHSS板的溫度載荷下的溫度場(chǎng)問(wèn)題、沖擊載荷下的機(jī)械性能、激光加工過(guò)程中的熱彈性動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和周期載荷作用下單涂層AHSS雙曲板的熱彈性動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:(1)基于非傅立葉熱傳導(dǎo)規(guī)律,給出了涂層AHSS板的一維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問(wèn)題的解析解,研究了熱流滯后時(shí)間、溫度邊界條件和涂層的各項(xiàng)參數(shù)對(duì)于涂層AHSS板溫度增量分布的影響。(2)基于經(jīng)典的馮·卡門方程和薄殼理論,建立了一組低速?zèng)_擊載荷作用下的AHSS雙曲板的非線性控制方程,方程通過(guò)有限差分法和Newmark法來(lái)求解,研究了板的幾何材料參數(shù)和沖擊物的基本參數(shù)對(duì)其無(wú)量綱撓度、正應(yīng)力和接觸力的影響。(3)基于分離變量法,得到激光加工過(guò)程中多層AHSS雙曲板的三維瞬態(tài)溫度場(chǎng),通過(guò)在空間域上應(yīng)用有限差分法和在時(shí)間域上應(yīng)用Newmark法求解板的三維瞬態(tài)熱動(dòng)力控制方程,研究了激光移動(dòng)速度、激光能量、涂層熱傳導(dǎo)系數(shù)和板的幾何參數(shù)對(duì)于多層AHSS雙曲板的無(wú)量綱位移和正應(yīng)力的影響。(4)利用分離變量法,可以得到局部熱載荷作用下的單涂層AHSS雙曲板的三維瞬態(tài)溫度場(chǎng)。板的三維瞬態(tài)熱動(dòng)力控制方程可以通過(guò)在空間域上應(yīng)用有限差分法和在時(shí)間域上應(yīng)用Newmark法來(lái)求解,研究了機(jī)械載荷幅值、機(jī)械載荷周期、熱載荷作用區(qū)域和板的幾何參數(shù)對(duì)于單涂層AHSS雙曲板的無(wú)量綱位移和正應(yīng)力的影響。本論文的研究豐富和發(fā)展了AHSS結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論,為進(jìn)一步理論或?qū)嶒?yàn)研究AHSS結(jié)構(gòu)的熱動(dòng)力學(xué)行為提供了一定的依據(jù),可以指導(dǎo)工程人員進(jìn)行AHSS結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和設(shè)計(jì),具有一定的工程實(shí)踐價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG142.1
【圖文】：

來(lái)越成為現(xiàn)代生活中舉足輕重的交通工具，貨物運(yùn)輸和市民出行也是首選汽車。改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，汽車工業(yè)也經(jīng)歷從一無(wú)所有到初具規(guī)模的過(guò)程，如今，中國(guó)已經(jīng)成為全球汽車生產(chǎn)制造和銷售大國(guó)，每年產(chǎn)銷各種類汽車將近三千萬(wàn)輛，位居全球第一。雖然汽車給人們的日常生活和商業(yè)活動(dòng)帶來(lái)了諸多便利，然而，隨之而來(lái)的各種交通安全、資源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題也不容忽視，同時(shí)，汽車也給人類健康和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)威脅。因此，如何在降低汽車能耗的同時(shí)，提高其在道路上行駛的安全性也越來(lái)越受到人們關(guān)注。目前，使用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板替代傳統(tǒng)的鋼板是汽車工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)汽車輕量化并保證甚至提高其安全性能的主要途徑之一。先進(jìn)高強(qiáng)度鋼(英文名稱：Advanced High Strength Steel，英文縮寫：AHSS)憑借其超高的強(qiáng)度、超強(qiáng)的抗變形能力和優(yōu)異的焊接性能的優(yōu)勢(shì)而逐漸廣泛地被使用在汽車車身和結(jié)構(gòu)件上，目前一些品質(zhì)較好汽車白車身的結(jié)構(gòu)件和安全件都采用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼來(lái)制造。在相關(guān)結(jié)構(gòu)件和車身件上合理采用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼，可以有效減輕汽車的總體重量，同時(shí)提高車身在碰撞過(guò)程中的被動(dòng)安全性。圖 1 展示了各種不同類型的鋼在汽車車身上的應(yīng)用。

熱力耦合下 AHSS 曲板的動(dòng)力學(xué)行為研究的一些不同的特性就是由這些微觀結(jié)構(gòu)的含量決定的，AHSS 所表現(xiàn)出的抗拉強(qiáng)度、非常強(qiáng)的應(yīng)變強(qiáng)化能力和超高的屈服應(yīng)力總體上就是這些的作用。AHSS 有很多種分類方法，按照形成原理來(lái)分，主要有雙相鋼(se Steels)和相變誘導(dǎo)塑性鋼(Transformation Induced Plasticity Steels)這兩表性的和使用最廣泛的鋼種，另外還有復(fù)相鋼(Complex Phase Steels)、(Martensitic Steels)、誘導(dǎo)塑性鋼(Twinning Induced Plasticity Steels)和淬(Quenching and Partitioning Steels)等幾種類型類型的鋼，目前來(lái)說(shuō)其應(yīng)不是很廣。圖 2 為不同類型的汽車用先進(jìn)高強(qiáng)度鋼。

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本文編號(hào)：2730773