【摘要】：熱沖壓技術(shù)是將傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)與冷沖壓技術(shù)相結(jié)合而得出的最新的成形技術(shù)產(chǎn)物,且近幾年來(lái)發(fā)展迅猛。不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有諸多進(jìn)展,同時(shí)在工程問(wèn)題的應(yīng)用方面也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。本文從熱沖壓工藝、熱塑性變形原理等方面入手,通過(guò)有限元模擬結(jié)果選擇較優(yōu)的成形方案,再結(jié)合BBD試驗(yàn)和遺傳算法對(duì)熱沖壓數(shù)值模擬的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;并對(duì)熱沖壓零件的金相組織和力學(xué)性能方面進(jìn)一步做了研究。本文的研究?jī)?nèi)容如下:本文首先分析了熱沖壓A柱加強(qiáng)板的成形工藝,重點(diǎn)研究不同成形方案對(duì)A柱加強(qiáng)板成形質(zhì)量的影響,確定了較好的模具結(jié)構(gòu)方案,有效地控制了A柱加強(qiáng)板的起皺和開(kāi)裂缺陷�；趦�(yōu)化的熱沖壓成形方案,對(duì)車(chē)身A柱加強(qiáng)板進(jìn)行數(shù)值模擬分析,為零部件總體成形效果的后續(xù)優(yōu)化做鋪墊�；谌S有限元分析模型,本文采用二階響應(yīng)面模型與多目標(biāo)遺傳算法結(jié)合的方式對(duì)熱沖壓A柱加強(qiáng)板的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。首先通過(guò)選取上下模的壓邊力、初始溫度和摩擦系數(shù)作為工藝參數(shù)變量,以成形淬火工序后零件的最大增厚率和最大減薄率作為評(píng)判成形質(zhì)量的目標(biāo),設(shè)計(jì)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)。借助有限元模型來(lái)獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立起工藝參數(shù)與成形質(zhì)量目標(biāo)之間的二階響應(yīng)面模型,通過(guò)結(jié)合遺傳算法來(lái)實(shí)現(xiàn)熱沖壓A柱加強(qiáng)板的工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化,獲取最優(yōu)參數(shù)組合。將最優(yōu)參數(shù)組合輸入Autoform仿真軟件所得到的模擬值與響應(yīng)面做出的預(yù)測(cè)值做對(duì)比,兩者誤差極小,充分驗(yàn)證了響應(yīng)面模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。為保證多目標(biāo)優(yōu)化后的工藝參數(shù)滿(mǎn)足A柱加強(qiáng)板的成形標(biāo)準(zhǔn),接下來(lái)對(duì)按照此工藝生產(chǎn)的零件進(jìn)行金相組織的檢驗(yàn),在金相顯微鏡下可以觀察到其組織由初始的珠光體加鐵素體組織變成了板條狀馬氏體組織,由此推斷其力學(xué)性能也發(fā)生了改變。再分別對(duì)5個(gè)零部件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)取樣,進(jìn)行抗拉強(qiáng)度的測(cè)量,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)成形后零件的屈服強(qiáng)度可達(dá)到1500MPa。通過(guò)本課題的研究表明,有限元模擬技術(shù)、多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的組合可以應(yīng)用于熱沖壓零件的生產(chǎn),并且能夠有效地提高零件的成形質(zhì)量,縮短整車(chē)和零件研發(fā)制造周期,該技術(shù)思路可為汽車(chē)輕量化的實(shí)現(xiàn)及高性能零部件的量產(chǎn)提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。
【圖文】：

超高強(qiáng)鋼熱沖壓 A 柱加強(qiáng)板影響因素多目標(biāo)優(yōu)化通過(guò)沖壓成形與冷卻淬火過(guò)程后的板材，其抗拉強(qiáng)度在室溫可到 1500MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的冷沖壓零件，從而可以實(shí)現(xiàn)以更輕薄的零件設(shè)計(jì)達(dá)到遠(yuǎn)超壓零件碰撞性能的目標(biāo)。隨著近年來(lái)熱成形工藝的不斷提高，熱沖壓超高強(qiáng)板在各式車(chē)身結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用越來(lái)越多，如圖 1.1[4]。

圖 1.2 熱沖壓鋼板加熱方式Fig 1.2 Heating type of blank高強(qiáng)度鋼零件成形的各個(gè)因素，，熱沖壓這一技術(shù)目直接成形和間接成形[26-28]，如圖 1.3 所示。直接成爐內(nèi)進(jìn)行加熱，使板材達(dá)到較高溫度，隨后迅速轉(zhuǎn)在短時(shí)間內(nèi)完成成形，并通過(guò)模具進(jìn)行淬火。直接的零件，零件僅需一道工序便可成形，節(jié)省了時(shí)制造汽車(chē)前后保險(xiǎn)杠等汽車(chē)零部件。但是熱沖壓工組織改變等因素互相影響的過(guò)程，采用直接成形淬，可能造成某些車(chē)身零部件的局部變形太大，零件下降太快，成形尚未完成時(shí)，就已經(jīng)下降至奧氏體動(dòng)性迅速降低，在成形的過(guò)程中造成局部縮頸破坯料完成淬火之后，轉(zhuǎn)移到其它工位對(duì)其沖孔和
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U466

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2670091