針對復雜成形件的熱沖壓模具提出一種考慮流場分布差異影響的模溫分析方法.通過Fluent流場分析計算出冷卻水道管壁各節(jié)點處的對流傳熱系數,計算過程中考慮了水道結構所導致的流場分布差異對傳熱能力的影響;利用LS-DYNA完成板料成形及保壓淬火過程的仿真模擬,獲取板料上的溫度數據;以A柱邊梁為研究對象將仿真分析結果同熱沖壓生產線上的實際冷卻效果進行對比.結果表明,考慮流場影響的模溫分析結果中高溫區(qū)域的分布和實測一致,12個溫度監(jiān)測點處最大溫度誤差為3.6℃,平均溫度誤差為0.96℃,而采用平均傳熱系數的仿真中溫度分布及最大溫差點發(fā)生改變,監(jiān)測點最大溫度誤差為9.1℃,平均溫度誤差為4.96℃.仿真與試驗對比表明:流速的改變對傳熱系數的影響顯著,基于流場分析的模溫分析方法考慮了熱沖壓模具冷卻水道中流速差異性分布的影響,能夠用于復雜零件及多腔模具的模溫分析. 

【文章來源】：湖南大學學報(自然科學版). 2020,47(06)北大核心EICSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

冷卻系統局部水道

考慮實際流場的熱成形模溫分析流程圖

實際沖壓過程中板料在模具中的保壓時間短，冷卻系統出入口溫差較低，一般為6～7℃，水的黏度、熱導率等受溫度影響的參數在低溫差條件下隨溫度變化并不明顯，文中主要考慮復雜水道結構所導致的流速差異對水道表面對流傳熱系數的影響.基于Fluent求解的對流傳熱系數可通過對比簡單水管模型表面?zhèn)鳠嵯禂档睦碚撚嬎阒颠M行準確性驗證，水管模型長300 mm，直徑8 mm，入口流速3 m/s，水溫10℃，出口壓力0 MPa(Fluent中壓力值均為表壓），10℃時水的相關參數見表1.基于Fluent流速分析計算出的測試模型表面各處的對流傳熱系數分布云圖如圖3所示.圖4為10℃條件下水管模型表面某一邊線上沿軸線方向的對流傳熱系數分布，由圖4可知，該模型表面對流傳熱系數主要介于9 880～10 036 W/(m2·K).

【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱成型高強鋼技術及成型模具的分析[J]. 張德軍.  內燃機與配件. 2019(19)
[2]BR1500HS板料熱沖壓成形工藝參數影響分析與試驗研究[J]. 張輝,潘愛瓊,李世云.  熱加工工藝. 2019(19)
[3]模具溫度對汽車B柱變強度熱成形零件過渡區(qū)的影響[J]. 黃超群.  鍛壓技術. 2019(07)
[4]高強度鋼板熱沖壓成形模具設計規(guī)范[J]. 王東生.  中國金屬通報. 2019(04)
[5]超高強度鋼板熱沖壓成形同步淬火相變不均勻性影響因素分析[J]. 劉雪飛,賈卓翰,張謙,張震,曾凡晶,權國政.  塑性工程學報. 2019(02)
[6]超高強度鋼熱沖壓成形過程仿真研究[J]. 鄒偉,張立強,暫志偉,劉燦軍.  鍛壓技術. 2018(08)
[7]熱沖壓模具冷卻系統流速均勻優(yōu)化研究[J]. 劉迪輝,萬雨嫻,張文甲.  鍛壓技術. 2017(12)
[8]22MnB5超高強鋼熱沖壓成形工藝及試驗[J]. 薛克敏,孫大智,李萍,鞏子天縱.  中國機械工程. 2017(12)
[9]熱沖壓成形工件冷卻效果仿真研究(英文)[J]. 賴晨光,滿超,文凱平,閻志剛,段夢華.  機床與液壓. 2015(06)
[10]Numerical simulation of hot stamping of side impact beam[J]. Guo Yihui,Ma Mingtu,Fang Gang,Song Leifeng,Liu Qiang,Wang Xiaona,Zhou Dianwu.  Engineering Sciences. 2012(06)



本文編號：3288091