熱沖壓用BR1500HS超高強度鋼熱成形技術研究及應用
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【摘要】:超高強度鋼板熱沖壓技術能同時實現(xiàn)汽車輕量化和碰撞安全,是節(jié)能減排目的重要途徑,但目前國內(nèi)對熱成形技術的研究處于起步階段,尤其針對復雜零件的熱成形,不論是理論研究還是實踐生產(chǎn)都亟需系統(tǒng)的探索。論文以國產(chǎn)BR1500HS熱沖壓高強度鋼板為研究對象,基于物理實驗,通過力學計算及數(shù)值模擬分析研究超高強度鋼板的熱成形技術,并將結論應用于某汽車左前立柱加強件的熱成形生產(chǎn)實踐,所取得的成果將為以后超高強度鋼板熱成形研究提供確切的事實依據(jù),有一定的指導意義。論文主要內(nèi)容如下: ①對國產(chǎn)高強度鋼板BR1500HS的熱處理基本工藝參數(shù)進行改進實驗,探究奧氏體化保溫時間、加熱溫度以及表面涂層對熱成形后其機械性能的影響規(guī)律。為超高強鋼板熱成形中確定加熱溫度及保溫時間提供分析依據(jù),為模擬和生產(chǎn)提供參數(shù)設置指導。 ②采用Gleeble1500D熱模擬機對BR1500HS高強鋼板高溫拉伸實驗,得到不同溫度不同應變速率下材料的真應力-應變曲線,分析BR1500HS超高強度鋼板在高溫狀態(tài)下的變化規(guī)律;诟邷乩鞂嶒灁(shù)據(jù),采用雙曲正弦形式的Arrhenius模型來描述其高溫流變過程,,計算數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)符合較好,能比較準確的描述BR1500HS超高強度鋼板高溫下的流變規(guī)律。 ③將所得BR1500HS流變模型應用到汽車前立柱加強件熱沖壓成形過程,利用Dynaform有限元軟件模擬熱成形過程,通過不斷的優(yōu)化分析,研究板料初始溫度、壓邊力及模具溫度對成形質(zhì)量影響規(guī)律并得到優(yōu)化的工藝參數(shù)組合。 ④綜合考慮BR1500HS超高強度鋼板熱處理工藝分析和數(shù)值模擬所得結論,制定合理工藝方案,完成左前立柱加強件的熱沖壓成形試制,對成形后制件進行強度、金相實驗等檢測,獲合格制件。
【關鍵詞】:超高強度鋼板 熱沖壓成形 Arrhenius雙曲正弦模型 有限元分析
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2014
【分類號】:TG306;TG142.1
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 1 緒論8-15
- 1.1 引言8-10
- 1.2 車用高強度鋼板研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 熱沖壓成形工藝概述11-13
- 1.3.1 熱沖壓成形工藝特點11
- 1.3.2 熱沖壓成形工藝中涉及的關鍵技術11-12
- 1.3.3 熱沖壓技術研究現(xiàn)狀12-13
- 1.4 論文主要研究內(nèi)容及意義13-15
- 2 熱沖壓超高強度鋼板基本理論15-21
- 2.1 引言15
- 2.2 高強度鋼板熱沖壓成形中的熱加工理論15-18
- 2.2.1 金屬熱塑性變形的機理15-16
- 2.2.2 基本三種傳熱基本方式16-17
- 2.2.3 熱沖壓成形的熱力學接觸模型17-18
- 2.3 沖壓板料成形有限元概論18-20
- 2.3.1 熱沖壓工藝熱-力耦合技術18-19
- 2.3.2 有限元技術19-20
- 2.4 本章小結20-21
- 3 BR1500HS 熱處理基本參數(shù)優(yōu)化研究21-33
- 3.1 BR1500HS 超高強度鋼板熱處理實驗21-24
- 3.1.1 淬火工藝分析21-22
- 3.1.2 實驗材料22
- 3.1.3 實驗設計22-24
- 3.2 熱處理完成后材料性能研究實驗24-26
- 3.3 實驗結果分析26-32
- 3.3.1 淬火前后 BR1500HS 力學性能分析26-27
- 3.3.2 坯料溫度對淬后材料機械性能的影響27-28
- 3.3.3 保溫時間對熱處理后板料性能影響28-29
- 3.3.4 涂層處理對 BR1500HS 板料淬火的影響29-32
- 3.4 本章小結32-33
- 4 BR1500HS 高溫本構方程的研究33-46
- 4.1 引言33-34
- 4.2 高強度鋼板的高溫拉伸分析34-36
- 4.2.1 高溫拉伸試驗設計34-35
- 4.2.2 實驗數(shù)據(jù)分析35-36
- 4.3 采用 Norton-Hoff 模型的 BR1500HS 高溫本構關系36-38
- 4.4 采用包含熱激活能的修正 Arrhenius 雙曲正弦形式建立 BR1500HS 本構關系38-44
- 4.4.1 模型分析38-39
- 4.4.2 系數(shù)的求解39-43
- 4.4.3 求解 BR1500HS 高強度鋼板在整個高溫流變過程的本構方程43
- 4.4.4 計算與實驗對比43-44
- 4.5 兩種模型比較分析44-45
- 4.6 本章小結45-46
- 5 BR1500HS 前立柱的加強件熱成形46-63
- 5.1 Dynaform 軟件46-47
- 5.2 左前立柱加強件熱沖壓數(shù)值模擬及驗證分析方案47
- 5.3 熱沖壓有限元模型47-50
- 5.3.1 材料模型48-49
- 5.3.2 熱沖壓成形有限元分析網(wǎng)格劃分49-50
- 5.3.3 熱沖壓成形接觸模型的定義50
- 5.4 左前立柱熱沖壓成形數(shù)值模擬結果分析50-57
- 5.4.1 板料初始加熱溫度對前立柱的加強件成形影響50-54
- 5.4.2 壓邊力大小對前立柱的加強件成形影響54-55
- 5.4.3 模具溫度對前立柱加強件成形性能的影響55-57
- 5.5 BR1500HS 左前立柱熱沖壓試制57-62
- 5.5.3 試件檢測60-62
- 5.6 本章小結62-63
- 6 結論與展望63-65
- 6.1 結論63-64
- 6.2 研究展望64-65
- 致謝65-66
- 參考文獻66-69
【參考文獻】
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本文編號:469590
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