發(fā)布時(shí)間：2021-06-10 16:54

　　先進(jìn)高強(qiáng)鋼板是實(shí)現(xiàn)車身輕量化的重要材料,在車身制造中得到了大量的應(yīng)用。不同于傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼板,先進(jìn)高強(qiáng)鋼板是通過相變組織進(jìn)行強(qiáng)化的,馬氏體是主要的強(qiáng)化相。馬氏體和鐵素體性能差異大,變形時(shí)應(yīng)力、應(yīng)變?cè)趦上嚅g的分配極為不均勻,這種不協(xié)調(diào)變形促使材料內(nèi)孔洞或裂紋的產(chǎn)生,最終造成韌性斷裂成為先進(jìn)高強(qiáng)鋼板塑性成形中的主要失效形式,并且斷裂通常沿著特定的方向產(chǎn)生和擴(kuò)展,表現(xiàn)出強(qiáng)烈的各向異性。采用傳統(tǒng)的各向同性斷裂模型無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)先進(jìn)高強(qiáng)鋼板的各向異性斷裂現(xiàn)象,使得成形工藝難以優(yōu)化設(shè)計(jì),造成試錯(cuò)周期變長(zhǎng)、工藝穩(wěn)健性難以保證、廢品率升高等問題,嚴(yán)重制約了先進(jìn)高強(qiáng)鋼板在車身制造中的進(jìn)一步應(yīng)用。先進(jìn)高強(qiáng)鋼板制備過程中的合金元素偏析以及后續(xù)軋制工藝是其各向異性斷裂產(chǎn)生的主要原因:連續(xù)的軋制過程會(huì)造成馬氏體的形狀具有取向性,導(dǎo)致材料在板平面內(nèi)不同方向上的力學(xué)性能不同;合金元素偏析會(huì)造成馬氏體在板厚方向上呈帶狀分布,進(jìn)一步影響板材厚度方向上的力學(xué)性能。目前采用傳統(tǒng)的韌性斷裂實(shí)驗(yàn)方法和理論模型難以表征和描述這種現(xiàn)象。本文以先進(jìn)高強(qiáng)鋼板為研究對(duì)象,圍繞各向異性斷裂問題在斷裂模型、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)方法等方面展開深入研究。首... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

各鋼種總延伸率與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系[10]

第一章緒論2相比較傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼板，先進(jìn)高強(qiáng)鋼板在成形過程中的微觀組織變化和力學(xué)行為更加復(fù)雜，因此在實(shí)際成形過程中會(huì)出現(xiàn)一些新的問題。以最常用的雙相鋼板為例，就包含了鐵素體(Ferrite)和馬氏體(Martensite)兩種相。鐵素體相較軟，是基體相；馬氏體相較硬，是強(qiáng)化相。由于馬氏體和鐵素體性能差異大，變形時(shí)應(yīng)力、應(yīng)變?cè)趦上嚅g的分配極為不均勻，這種不協(xié)調(diào)變形會(huì)促使材料內(nèi)孔洞或裂紋的產(chǎn)生，最終造成韌性斷裂成為先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形中的主要失效形式。材料的斷裂機(jī)制主要有兩類：脆性斷裂和韌性斷裂。脆性斷裂是指材料未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂；而韌性斷裂是指材料經(jīng)過大量變形后發(fā)生的斷裂。如圖1-2所示，高強(qiáng)度低合金(HSLA)鋼在成形中以頸縮失效為主，而DP980在成形中開裂嚴(yán)重。圖1-2傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼板和先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形中的主要失效形式對(duì)比Figure1-2ComparisonofthemainfailuremodesbetweenconventionalHSSsheetsandAHSSsheets我們通常設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特征件來研究和模擬實(shí)際零件的斷裂過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形過程中，斷裂總是沿著特定的方向發(fā)生和擴(kuò)展。以方盒形特征件為例，成形過程中斷裂僅在一個(gè)方向上發(fā)生，這與使用傳統(tǒng)各向同性斷裂模型預(yù)測(cè)的結(jié)果完全不同[11]，如圖1-3所示。圖1-3方盒形特征件成形中的各向異性斷裂現(xiàn)象[11]Figure1-3Theanisotropicfracturephenomenonduringthesquarecupdrawingtest[11]

第一章緒論2相比較傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼板，先進(jìn)高強(qiáng)鋼板在成形過程中的微觀組織變化和力學(xué)行為更加復(fù)雜，因此在實(shí)際成形過程中會(huì)出現(xiàn)一些新的問題。以最常用的雙相鋼板為例，就包含了鐵素體(Ferrite)和馬氏體(Martensite)兩種相。鐵素體相較軟，是基體相；馬氏體相較硬，是強(qiáng)化相。由于馬氏體和鐵素體性能差異大，變形時(shí)應(yīng)力、應(yīng)變?cè)趦上嚅g的分配極為不均勻，這種不協(xié)調(diào)變形會(huì)促使材料內(nèi)孔洞或裂紋的產(chǎn)生，最終造成韌性斷裂成為先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形中的主要失效形式。材料的斷裂機(jī)制主要有兩類：脆性斷裂和韌性斷裂。脆性斷裂是指材料未經(jīng)明顯的變形而發(fā)生的斷裂；而韌性斷裂是指材料經(jīng)過大量變形后發(fā)生的斷裂。如圖1-2所示，高強(qiáng)度低合金(HSLA)鋼在成形中以頸縮失效為主，而DP980在成形中開裂嚴(yán)重。圖1-2傳統(tǒng)高強(qiáng)鋼板和先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形中的主要失效形式對(duì)比Figure1-2ComparisonofthemainfailuremodesbetweenconventionalHSSsheetsandAHSSsheets我們通常設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特征件來研究和模擬實(shí)際零件的斷裂過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形過程中，斷裂總是沿著特定的方向發(fā)生和擴(kuò)展。以方盒形特征件為例，成形過程中斷裂僅在一個(gè)方向上發(fā)生，這與使用傳統(tǒng)各向同性斷裂模型預(yù)測(cè)的結(jié)果完全不同[11]，如圖1-3所示。圖1-3方盒形特征件成形中的各向異性斷裂現(xiàn)象[11]Figure1-3Theanisotropicfracturephenomenonduringthesquarecupdrawingtest[11]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]高強(qiáng)鋼板材剪切邊緣局部成形性能表征與開裂預(yù)測(cè)研究[D]. 董梁.上海交通大學(xué) 2017
[4]微觀機(jī)制斷裂理論在高強(qiáng)鋼材料及鋼結(jié)構(gòu)斷裂預(yù)測(cè)分析中的應(yīng)用研究[D]. 李文超.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
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碩士論文
[1]先進(jìn)高強(qiáng)鋼邊緣破裂的影響因素及預(yù)測(cè)模型研究[D]. 葉琛玨.上海交通大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3222766