發(fā)布時(shí)間：2021-02-25 21:23

　　隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程以及電池包的安全性問(wèn)題逐步成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),而提升電動(dòng)汽車(chē)的輕量化水平和耐撞性是解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。汽車(chē)的前縱梁作為汽車(chē)重要的吸能和傳力部件在汽車(chē)碰撞安全領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用,也是CAE工程師研究的熱點(diǎn)。因此,由于變厚度板（Variablethickness Rolled Blanks,VRB）顯著的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到前縱梁輕量化及碰撞安全性設(shè)計(jì)中。目前VRB前縱梁的研究主要以線性厚度分布的VRB板為主,但由于線性厚度分布的VRB板過(guò)渡形式單一,優(yōu)化空間有限。本文提出了雙冪函數(shù)型VRB結(jié)構(gòu),并開(kāi)展了一系列研究。（1）基于單向拉伸試驗(yàn)的等應(yīng)力原則,設(shè)計(jì)了一種適用于力學(xué)性能測(cè)試的等截面VRB板試樣,結(jié)合DIC技術(shù)準(zhǔn)確獲取不同厚度下VRB板材的應(yīng)力應(yīng)變曲線;接著,利用拉格朗日插值函數(shù)構(gòu)建了VRB板任意厚度下的有效應(yīng)力-有效應(yīng)變場(chǎng);最后,開(kāi)展了變厚度板的硬度實(shí)驗(yàn),研究VRB板厚度變化對(duì)板材硬度的影響。（2）提出了一種雙冪函數(shù)型VRB板材,建立雙冪函數(shù)型VRB板過(guò)渡區(qū)的數(shù)學(xué)模型;基于可軋制的幾何約束條件,建立了雙冪函數(shù)型VRB板材的可軋制約束模型;分析... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：104 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

VRB柔性軋制過(guò)程[13]

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1.3VRB柔性軋制過(guò)程[13]Fig.1.3TheflexiblerollingprocessofVRB[13]國(guó)內(nèi)寶鋼公司已經(jīng)建立VRB軋機(jī)，目前試制生產(chǎn)線已經(jīng)能夠生產(chǎn)多種規(guī)格的VRB板料，如圖1.4所示�？晒├滠埖吞间�、低合金高強(qiáng)鋼以及烘烤硬化鋼多種類型的材料牌號(hào)；生產(chǎn)的VRB板料厚度范圍為0.8-3.0mm；板料寬度小于等于400mm（未來(lái)規(guī)劃為750mm）；材料的屈服強(qiáng)度小于等于400Mpa；過(guò)渡區(qū)主要為線性過(guò)渡，厚度分布曲線的斜率小于1:100。圖1.4寶鋼VRB軋機(jī)Fig.1.4BaosteelVRBrollingmill連續(xù)變厚度板軋制工藝生產(chǎn)出的VRB板材厚度是連續(xù)過(guò)渡的，因此不會(huì)存在厚度突變，導(dǎo)致連接處硬度發(fā)生突變。而激光拼焊板TWB是將不同厚度或者不同材料的板材拼焊在一起，因此導(dǎo)致在連接處厚度發(fā)生突變[14-17]，如圖1.5所示。VRB板材相比TWB板材主要具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（1）板材厚度的過(guò)渡區(qū)數(shù)量沒(méi)有限制，且不增加加工費(fèi)用；（2）去除低應(yīng)力冗余材料實(shí)現(xiàn)輕量化；（3）板材的變形模式實(shí)現(xiàn)梯度可控化；（4）取消了局部焊接加強(qiáng)板的需要，不存在焊縫處的應(yīng)力集中；

可軋制約束下變厚度薄壁結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模及耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)4（5）由于過(guò)渡區(qū)均勻變化，板料光滑，對(duì)模具的磨損比較小，而且可以作汽車(chē)外覆蓋件。圖1.5VRB板與TWB板硬度變化Fig.1.5VariationofhardnessofVRBandTWB1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于VRB板優(yōu)越的性能，目前國(guó)外的德國(guó)Mubea公司已經(jīng)將VRB板應(yīng)用到多款車(chē)型上，例如福特�？怂�、福特銳界、寶馬X5、寶馬3系凱以及迪拉克CTS等都將VRB應(yīng)用到B柱中，雪鐵龍C5在座椅橫梁和頂蓋橫梁也應(yīng)用了VRB結(jié)構(gòu)，奧迪A6的防火墻橫梁也是VRB結(jié)構(gòu)等。但是國(guó)內(nèi)相比于國(guó)外還沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，只有極少部分車(chē)型應(yīng)用了VRB結(jié)構(gòu)，國(guó)主要包括：寶鋼BCB、奇瑞以及長(zhǎng)城汽車(chē)。由于VRB板顯著的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外汽車(chē)行業(yè)的研究學(xué)者們對(duì)VRB板進(jìn)行了廣泛的研究。1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀在VRB軋制理論方面，國(guó)外研究者們展開(kāi)了深入的研究。德國(guó)率先對(duì)VRB的制造工藝與成形性展開(kāi)了研究，并應(yīng)用到了歐系的多種車(chē)型中[18-20]。德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)金屬成型研究所的Kopp教授是最早提出連續(xù)變厚度板柔性軋制工藝概念的學(xué)者，Kopp教授及其團(tuán)隊(duì)一直致力于VRB板的成型研究，對(duì)VRB板的相關(guān)軋制控制以及回彈問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究[21-23]。此外，Abratis等人對(duì)VRB板在脹形過(guò)程中的脹形特性進(jìn)行了研究[24]。Urban等人利用數(shù)值模擬的方法對(duì)VRB板的高壓脹形特性進(jìn)行了研究，同時(shí)對(duì)高壓脹形特性的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)[25]。還有一部分學(xué)者對(duì)VRB板的拉深特性進(jìn)行研究，Kopp和Meyer等人通過(guò)數(shù)值模擬與試驗(yàn)的方法研究VRB板過(guò)渡區(qū)對(duì)VRB板的拉深特性的影響[9,21,26]。Ebert等人對(duì)具有多個(gè)過(guò)渡區(qū)的VRB板進(jìn)行了拉深試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化彈性壓邊后，能夠很好的改善變厚度板在拉深過(guò)程中的皺曲現(xiàn)象[27]。ShafieiE等人提

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面向變厚度柔性軋制工藝的帽型梁橫向沖擊吸能優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 童澤奇,劉楊,劉書(shū)田.  力學(xué)學(xué)報(bào). 2019(02)
[2]軋制差厚板變厚度區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系表征[J]. 張思佳,劉相華,劉立忠.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2018(18)
[3]B1500HS高強(qiáng)鋼連續(xù)軋制變截面板的高溫本構(gòu)關(guān)系[J]. 雷呈喜,楊信,朱緒躍,邢忠文,徐偉力,單德彬.  鍛壓技術(shù). 2017(10)
[4]變厚度軋制過(guò)渡區(qū)的數(shù)學(xué)模型[J]. 支穎,劉相華,孫濤,吳志強(qiáng),張廣基.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[5]基于側(cè)碰的梯度性能熱成形B柱抗撞性能優(yōu)化[J]. 盈亮,張富博,戴明華,胡平.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(12)
[6]軋制差厚板方盒形件起皺缺陷研究[J]. 張華偉,吳佳璐,劉相華,王新剛.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(11)
[7]基于元胞自動(dòng)機(jī)的變厚度薄壁梁側(cè)向耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 劉書(shū)田,劉楊,童澤奇.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[8]Forming Limit and Thickness Transition Zone Movement for Tailor Rolled Blank during Drawing Process[J]. Hua-wei ZHANG,Xiang-hua LIU,Li-zhong LIU,Ping HU,Jia-lu WU.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2016(03)
[9]變厚度板帶材產(chǎn)品及其深加工[J]. 劉相華,劉鑫,付書(shū)濤,劉立忠.  軋鋼. 2015(05)
[10]Recent Development on Theory and Application of Variable Gauge Rolling, a Review[J]. Xianghua Liu,Qilin Zhao,Lizhong Liu.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(03)

博士論文
[1]汽車(chē)變厚度前縱梁的輕量化和耐撞性設(shè)計(jì)方法研究[D]. 段利斌.湖南大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3051596