本文關(guān)鍵詞：超高強度厚鋼板熱成形換熱性能研究及工藝參數(shù)優(yōu)化

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【摘要】：隨著汽車行業(yè)對于汽車重量減小，安全性和碰撞性能要求的提高，超高強度鋼作為汽車的結(jié)構(gòu)部件，在汽車行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。熱成形技術(shù)利用高強度鋼板在高溫時的流動性，使成形件具有成形精度高，，回彈小的優(yōu)點，顯微組織由奧氏體到馬氏體的轉(zhuǎn)變，大大提高了成形件的強度。雖然國內(nèi)外各科研機構(gòu)和汽車企業(yè)已開展了針對1-2mm的22MnB5超高強度鋼的部分研究，但目前針對厚度較大的超高強度硼鋼板的研究較少。 鑒于以上原因，本文以4mm厚的超高強度鋼厚鋼板為研究對象，研究其熱成形過程的換熱性能，并通過數(shù)值模擬方法對工藝參數(shù)進行優(yōu)化，最后結(jié)合試驗驗證模擬結(jié)果。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下： (1)將傳統(tǒng)的牛頓冷卻定律與熱成形試驗相結(jié)合，估算出沖壓淬火過程的換熱系數(shù)。并通過有限元模擬軟件Pam-Stamp得到在不同壓強下的仿真溫度場，并與試驗結(jié)果對比，從而驗證試驗求解換熱系數(shù)方法準確性。 (2)將估算得到的換熱系數(shù)與有限元模擬軟件Pam-Stamp結(jié)合，以典型的U型件為例，研究主要工藝參數(shù)對厚硼鋼板的熱成形過程性能影響。結(jié)合實際工業(yè)需求，確定熱成形厚板的最優(yōu)的初始成形溫度為800℃，最優(yōu)的保壓時間為10s。 (3)設(shè)計了厚硼鋼板的熱成形模具，并在初始成形溫度為800℃，保壓時間為10s的條件下進行了U型件熱成形工藝試驗。隨后研究了U型件不同位置的微觀組織形貌及顯微硬度，結(jié)果顯示微觀組織以馬氏體為主，底部和法蘭處顯微硬度可達到470HV以上。結(jié)果表明，在優(yōu)化工藝中得到的熱沖壓U型件性能良好，能夠滿足生產(chǎn)工藝的要求。
【關(guān)鍵詞】：超高強度鋼 熱成形 換熱系數(shù) 工藝參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 汽車輕量化背景下的熱成形技術(shù)概況11-19
• 1.2.1 熱沖壓材料12-13
• 1.2.2 熱沖壓工藝流程13-19
• 1.3 熱沖壓成形相關(guān)技術(shù)研究進展19-22
• 1.3.1 熱成形有限元模擬19-20
• 1.3.2 熱成形過程傳熱性能20-21
• 1.3.3 熱成形工藝參數(shù)研究21-22
• 1.4 本文選題目的及研究內(nèi)容22-26
• 1.4.1 本文選題目的22-23
• 1.4.2 本文主要研究內(nèi)容23-26
• 第2章 超高強度鋼熱成形數(shù)值模擬基本理論26-36
• 2.1 引言26
• 2.2 熱成形熱塑性本構(gòu)關(guān)系26-30
• 2.2.1 熱彈塑性本構(gòu)方程的一般形式26-29
• 2.2.2 Mises屈服準則下的熱彈塑性本構(gòu)關(guān)系29-30
• 2.3 金屬熱加工中的傳熱學(xué)理論30-32
• 2.3.1 熱力學(xué)第一定律30
• 2.3.2 熱傳遞方程30-32
• 2.3.3 傳熱問題邊界條件32
• 2.4 熱沖壓熱-力-耦合本構(gòu)關(guān)系32-34
• 2.4.1 溫度場和應(yīng)力場的相互作用33
• 2.4.2 溫度場和相變場的相互作用33
• 2.4.3 應(yīng)力場和相變場的相互作用33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 厚硼鋼板熱成形過程傳熱性能研究36-50
• 3.1 換熱系數(shù)求解方法36-40
• 3.1.1 求解換熱系數(shù)方法36-38
• 3.1.2 一維傳熱驗證38-40
• 3.2 換熱系數(shù)試驗40-46
• 3.2.1 試驗?zāi)Ｐ徒?/span>40-41
• 3.2.2 熱沖壓淬火過程換熱系數(shù)41-46
• 3.3 求解方法的準確性46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-50
• 第4章 基于數(shù)值模擬的厚硼鋼板熱成形工藝參數(shù)優(yōu)化研究50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 有限元模型的建立50-54
• 4.2.1 材料模型50-53
• 4.2.2 接觸模型53-54
• 4.2.3 幾何模型54
• 4.3 基于數(shù)值模擬的厚硼鋼板熱成形工藝參數(shù)優(yōu)化研究54-67
• 4.3.1 試驗方案54-55
• 4.3.2 初始成形溫度對熱成形件組織和性能的影響55-61
• 4.3.3 保壓時間對熱成形件性能的影響61-67
• 4.4 本章小結(jié)67-70
• 第5章 厚硼鋼板熱成形試驗70-86
• 5.1 試驗材料70-71
• 5.2 試驗設(shè)備及儀器71-73
• 5.2.1 加熱設(shè)備71
• 5.2.2 成形設(shè)備71-72
• 5.2.3 分析檢測設(shè)備72-73
• 5.3 U 型件熱成形模具結(jié)構(gòu)設(shè)計73-76
• 5.3.1 U 型件幾何模型73
• 5.3.2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計73-76
• 5.4 試驗方案76-78
• 5.5 試驗結(jié)果與分析78-85
• 5.5.1 溫度場分析79-81
• 5.5.2 金相組織分析81-82
• 5.5.3 顯微硬度測試82-85
• 5.6 本章小結(jié)85-86
• 第6章 結(jié)論與展望86-88
• 參考文獻88-94
• 致謝94

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢忠文;包軍;楊玉英;鐘朝廷;;可淬火硼鋼板熱沖壓成形實驗研究[J];材料科學(xué)與工藝;2008年02期

2 林建平;孫國華;朱巧紅;胡琦;王立影;田浩彬;;超高強度鋼板熱成形板料溫度的解析模型研究[J];鍛壓技術(shù);2009年01期

3 李明昆;;板料成形的計算機數(shù)值模擬仿真技術(shù)[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2006年04期

4 王利;楊雄飛;陸匠心;;汽車輕量化用高強度鋼板的發(fā)展[J];鋼鐵;2006年09期

5 谷諍巍;孟佳;李欣;徐虹;于思彬;沈永波;;超高強鋼熱成形奧氏體化加熱參數(shù)的優(yōu)化[J];吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2011年S2期

6 馬寧;胡平;郭威;;熱成形硼鋼熱、力及相變耦合關(guān)系[J];材料熱處理學(xué)報;2010年11期

7 王立影;林建平;朱巧紅;田浩彬;胡琦;;熱沖壓成形模具冷卻系統(tǒng)臨界水流速度研究[J];機械設(shè)計;2008年04期

8 馬寧;胡平;閆康康;郭威;孟祥兵;翟述基;;高強度硼鋼熱成形技術(shù)研究及其應(yīng)用[J];機械工程學(xué)報;2010年14期

9 賀連芳;趙國群;李輝平;相楠;;基于響應(yīng)曲面方法的熱沖壓硼鋼B1500HS淬火工藝參數(shù)優(yōu)化[J];機械工程學(xué)報;2011年08期

10 谷諍巍;單忠德;徐虹;姜超;;汽車高強度鋼板沖壓件熱成形技術(shù)研究[J];模具工業(yè);2009年04期

本文編號：899075