發(fā)布時間：2021-02-25 21:23

　　隨著電動汽車的快速發(fā)展,電動汽車的續(xù)航里程以及電池包的安全性問題逐步成為人們關(guān)注的焦點,而提升電動汽車的輕量化水平和耐撞性是解決上述問題的關(guān)鍵。汽車的前縱梁作為汽車重要的吸能和傳力部件在汽車碰撞安全領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用,也是CAE工程師研究的熱點。因此,由于變厚度板（Variablethickness Rolled Blanks,VRB）顯著的優(yōu)點被廣泛應用到前縱梁輕量化及碰撞安全性設(shè)計中。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),并開展了一系列研究。（1）基于單向拉伸試驗的等應力原則,設(shè)計了一種適用于力學性能測試的等截面VRB板試樣,結(jié)合DIC技術(shù)準確獲取不同厚度下VRB板材的應力應變曲線;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力-有效應變場;最后,開展了變厚度板的硬度實驗,研究VRB板厚度變化對板材硬度的影響。（2）提出了一種雙冪函數(shù)型VRB板材,建立雙冪函數(shù)型VRB板過渡區(qū)的數(shù)學模型;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... 

【文章來源】：江蘇大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

VRB柔性軋制過程[13]

江蘇大學碩士學位論文3圖1.3VRB柔性軋制過程[13]Fig.1.3TheflexiblerollingprocessofVRB[13]國內(nèi)寶鋼公司已經(jīng)建立VRB軋機，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�、低合金高強鋼以及烘烤硬化鋼多種類型的材料牌號；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（未來規(guī)劃為750mm）；材料的屈服強度小于等于400Mpa；過渡區(qū)主要為線性過渡，厚度分布曲線的斜率小于1:100。圖1.4寶鋼VRB軋機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)過渡的，因此不會存在厚度突變，導致連接處硬度發(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：（1）板材厚度的過渡區(qū)數(shù)量沒有限制，且不增加加工費用；（2）去除低應力冗余材料實現(xiàn)輕量化；（3）板材的變形模式實現(xiàn)梯度可控化；（4）取消了局部焊接加強板的需要，不存在焊縫處的應力集中；

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4（5）由于過渡區(qū)均勻變化，板料光滑，對模具的磨損比較小，而且可以作汽車外覆蓋件。圖1.5VRB板與TWB板硬度變化Fig.1.5VariationofhardnessofVRBandTWB1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于VRB板優(yōu)越的性能，目前國外的德國Mubea公司已經(jīng)將VRB板應用到多款車型上，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應用到B柱中，雪鐵龍C5在座椅橫梁和頂蓋橫梁也應用了VRB結(jié)構(gòu)，奧迪A6的防火墻橫梁也是VRB結(jié)構(gòu)等。但是國內(nèi)相比于國外還沒有得到廣泛的應用，只有極少部分車型應用了VRB結(jié)構(gòu)，國主要包括：寶鋼BCB、奇瑞以及長城汽車。由于VRB板顯著的優(yōu)點，國內(nèi)外汽車行業(yè)的研究學者們對VRB板進行了廣泛的研究。1.3.1國外研究現(xiàn)狀在VRB軋制理論方面，國外研究者們展開了深入的研究。德國率先對VRB的制造工藝與成形性展開了研究，并應用到了歐系的多種車型中[18-20]。德國亞琛工業(yè)大學金屬成型研究所的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者，Kopp教授及其團隊一直致力于VRB板的成型研究，對VRB板的相關(guān)軋制控制以及回彈問題進行了深入的研究[21-23]。此外，Abratis等人對VRB板在脹形過程中的脹形特性進行了研究[24]。Urban等人利用數(shù)值模擬的方法對VRB板的高壓脹形特性進行了研究，同時對高壓脹形特性的相關(guān)參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計[25]。還有一部分學者對VRB板的拉深特性進行研究，Kopp和Meyer等人通過數(shù)值模擬與試驗的方法研究VRB板過渡區(qū)對VRB板的拉深特性的影響[9,21,26]。Ebert等人對具有多個過渡區(qū)的VRB板進行了拉深試驗，試驗結(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程中的皺曲現(xiàn)象[27]。ShafieiE等人提

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]汽車變厚度前縱梁的輕量化和耐撞性設(shè)計方法研究[D]. 段利斌.湖南大學 2017



本文編號：3051596