發(fā)布時間：2017-08-16 22:27

  本文關(guān)鍵詞：超高強度鋼板熱變形動態(tài)損傷劣化評價模型及成形極限預測

  更多相關(guān)文章： 韌性損傷 BR1500HS超高強鋼 本構(gòu)方程 數(shù)值模擬 成形極限圖

【摘要】：隨著汽車輕量化和安全性能要求的提高,超高強度鋼被廣泛運用到汽車車身結(jié)構(gòu)件中,熱沖壓成形隨之應(yīng)運而生。損傷斷裂是板材沖壓過程中最為常見的缺陷。為了研究超高強鋼熱變形過程的損傷演變,本文對BR1500HS超高強度鋼板在非奧氏體化處理和奧氏體化處理兩種條件下不同溫度和應(yīng)變速率條件下進行單向熱拉伸試驗。分析了該材料在不同變形條件下的變形斷裂機制和流變特征;建立了本構(gòu)關(guān)系和歸一化損傷模型;運用數(shù)字模擬方法繪制了BR1500HS超高強度鋼在不同溫度下的成形極限圖。本文的主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)分析了奧氏體化處理后高溫拉伸試樣的外觀形貌和斷口形貌。試樣在所有變形條件下都發(fā)生局部縮頸現(xiàn)象。在600℃、750℃和800℃時,只出現(xiàn)了一處局部縮頸,并且局部縮頸出現(xiàn)在試樣的中心位置,試樣也在該處斷裂。然而在850℃,900℃和950℃拉伸變形時,所有的試樣都出現(xiàn)了兩處縮頸,并且縮頸的位置基于試樣的中心對稱。試樣中心為奧氏體組織,兩端為鐵素體組織,鐵素體為軟相,試樣的斷裂發(fā)生在鐵素體相區(qū),并且試樣斷裂發(fā)生在其中的一個縮頸處。(2)由不同溫度和應(yīng)變速率下的真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線可知,材料在鐵素體相區(qū)變形時只發(fā)生動態(tài)回復變形機制,在奧氏體變形區(qū)間只發(fā)生不連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶變形機制。通過真實應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)分別建立了非奧氏體化處理和奧氏體化處理兩種情況下考慮動態(tài)回復和動態(tài)再結(jié)晶軟化機制的改進JC本構(gòu)方程。經(jīng)過比較分析,所建立的兩個本構(gòu)方程的預測值和實驗值之間都具有較高的吻合性,其相關(guān)系數(shù)分別為0.997981和0.996518,預測數(shù)據(jù)與實驗值的相對誤差絕大多數(shù)分別分布在-2.7232%~6.2162%之間和3.354%~3.740%之間。(3)通過對ABAQUS有限元軟件進行二次開發(fā),分別將建立的兩個本構(gòu)方程和Normalized Cockroft-Latham韌性斷裂準則耦合到有限元軟件中,利用回歸分析分別建立兩種條件下的考慮溫度和應(yīng)變速率對損傷影響的歸一化韌性損傷準則。(4)建立成形極限實驗有限元模型,將BR1500HS高強度鋼板的本構(gòu)方程和歸一化損傷模型耦合嵌入該模型中,進行模擬計算獲得該材料在非奧氏體化處理和奧氏體化處理條件下不同溫度的成形極限圖。
【關(guān)鍵詞】：韌性損傷 BR1500HS超高強鋼 本構(gòu)方程 數(shù)值模擬 成形極限圖
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG306;TG142.1
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 熱沖壓成形工藝概述10-12
• 1.2.1 熱沖壓工藝分類10
• 1.2.2 高強度鋼熱沖壓工藝的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 韌性損傷概述12-15
• 1.3.1 損傷斷裂準則13-14
• 1.3.2 板料成形損傷與熱成形損傷研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題研究目的15-16
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容16-19
• 2 奧氏體化處理超高強度鋼高溫變形行為19-31
• 2.1 奧氏體化處理熱拉伸實驗19-20
• 2.1.1 實驗材料19
• 2.1.2 試樣尺寸19-20
• 2.1.3 實驗方法20
• 2.2 奧氏體化處理超高強度鋼高溫拉伸試驗結(jié)果20-24
• 2.2.1 不同變形條件下表觀變形特征20-22
• 2.2.2 試樣斷口形貌分析22-23
• 2.2.3 高溫變形特征分析23-24
• 2.3 奧氏體化處理超高強度鋼本構(gòu)關(guān)系的計算24-29
• 2.3.1 確定材料參數(shù)A、B和n25-26
• 2.3.2 確定軟化因子函數(shù)f_2(e,T*)26-27
• 2.3.3 確定函數(shù)f_1(T*)27-28
• 2.3.4 改進JC模型評價28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 非奧氏體化處理高強度鋼板高溫變形行為31-37
• 3.1 非奧氏體化處理熱拉伸實驗31-33
• 3.1.1 試樣尺寸31
• 3.1.2 實驗方法31-32
• 3.1.3 高溫變形特征分析32-33
• 3.2 非奧氏體化處理超高強度鋼本構(gòu)關(guān)系的計算33-36
• 3.2.1 材料參數(shù)的確定33-35
• 3.2.2 改進JC模型評價35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 4 BR1500HS超高強度鋼韌性損傷模型的建立37-55
• 4.1 損傷模型建立37-38
• 4.2 改進的本構(gòu)方程和損傷模型的數(shù)字算法實現(xiàn)38-44
• 4.2.1 ABAQUS材料用戶子程序介紹39-41
• 4.2.2 改進本構(gòu)模型程序設(shè)計41-42
• 4.2.3 損傷模型程序設(shè)計42-44
• 4.3 非奧氏體化處理損傷模型參數(shù)求解44-49
• 4.3.1 熱拉伸有限元模型建立44-46
• 4.3.2 模擬結(jié)果分析46-47
• 4.3.3 損傷參數(shù)求解47-49
• 4.4 奧氏體化處理損傷模型參數(shù)求解49-52
• 4.4.1 熱拉伸有限元模型建立49-50
• 4.4.2 模擬結(jié)果分析50-51
• 4.4.3 損傷參數(shù)求解51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-55
• 5 基于有限元計算的成形極限預測55-69
• 5.1 板料成形極限概念55-58
• 5.1.1 成形極限圖的實驗確定法56
• 5.1.2 成形極限圖的理論計算法56-57
• 5.1.3 成形極限圖的數(shù)字模擬計算法57-58
• 5.2 成形極限圖的有限元預測58-60
• 5.2.1 模具及試樣確定58-59
• 5.2.2 有限元模型的建立59-60
• 5.3 結(jié)果分析60-65
• 5.3.1 非奧氏體化處理試樣損傷分布60-62
• 5.3.2 非奧氏體化處理試樣主應(yīng)變分布62-63
• 5.3.3 奧氏體化處理試樣損傷分布63-64
• 5.3.4 奧氏體化處理試樣主應(yīng)變分布64-65
• 5.4 繪制成形極限圖65-67
• 5.4.1 非奧氏體化處理成形極限圖65-66
• 5.4.2 奧氏體化處理成形極限圖66-67
• 5.5 本章小結(jié)67-69
• 6 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻73-77
• 附錄77
• A 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄77
• B 作者在攻讀學位期間參與項目77

【參考文獻】

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本文編號：685892