基于溫度場控制的定制熱沖壓U形件數(shù)值模擬及組織性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-17 11:15
近二三十年來,汽車的需求量不斷增加,并且其減重和安全性要求不斷提高。超高強(qiáng)度鋼熱沖壓件應(yīng)運(yùn)而生,在汽車工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。超高強(qiáng)度鋼熱沖壓件具有全馬氏體結(jié)構(gòu),其拉伸強(qiáng)度高達(dá)1500 MPa。通過傳統(tǒng)熱沖壓工藝制造的零部件的強(qiáng)度雖然很高,韌性和耐撞性能卻較差。乘用車的有些零部件需要各部位具有不同的性能,如轎車B柱。汽車在發(fā)生意外碰撞時(shí),B柱中間的入侵控制區(qū)有較高的強(qiáng)度從而不產(chǎn)生變形,而兩端能量吸收區(qū)吸收碰撞產(chǎn)生的能量,兩者的相互配合才能保護(hù)乘員的安全。因此,傳統(tǒng)熱沖壓件的變體—具有定制性能的熱沖壓零件出現(xiàn)在人們的視野中,滿足了某些汽車零件的要求。本文以B1500HS鋼為研究對象,通過有限元軟件求解出連續(xù)定制熱沖壓的理想工藝參數(shù)后,利用帶有提供高速氣流裝置的U形模具進(jìn)行了定制熱沖壓實(shí)驗(yàn),并分析了U形件的顯微組織和力學(xué)性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)由FLUENT和ABAQUS仿真軟件分別對U形件的淬火區(qū)和定制區(qū)進(jìn)行了數(shù)值模擬,綜合FLUENT和ABAQUS中溫度場的模擬結(jié)果,確定了連續(xù)定制熱沖壓實(shí)驗(yàn)的理想氣流速度和保壓時(shí)間。結(jié)論如下:氣流速度為1、3、4.5、5.5和7 m/s時(shí),...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 熱沖壓成形用鋼的研究現(xiàn)狀
1.3 定制熱沖壓成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究的意義及內(nèi)容
第2章 定制熱沖壓成形理論
2.1 引言
2.2 奧氏體形成的影響因素
2.3 金屬的熱塑性變形
2.3.1 熱塑性變形機(jī)制
2.3.2 熱塑性變形的影響因素
2.4 組織轉(zhuǎn)變
2.4.1 馬氏體相變
2.4.2 貝氏體相變
2.4.3 組織轉(zhuǎn)變的影響因素
2.4.4 連續(xù)冷卻
2.6 熱量傳遞
2.6.1 熱傳導(dǎo)
2.6.2 熱對流
2.6.3 熱輻射
2.7 本章小結(jié)
第3章 定制熱沖壓關(guān)鍵工藝參數(shù)模擬研究
3.1 引言
3.2 模擬軟件的選擇
3.3 模擬方法及其模型
3.4 模擬參數(shù)的選擇和設(shè)定
3.4.1 ABAQUS中的參數(shù)設(shè)置
3.4.2 FLUENT中的參數(shù)設(shè)置
3.5 模擬結(jié)果
3.5.1 成形過程
3.5.2 氣流速度對淬火區(qū)溫度場的影響
3.5.3 保壓時(shí)間對U形件溫度場的影響
3.6 不同設(shè)置模具溫度下溫度場的預(yù)測
3.7 本章小結(jié)
第4章 定制熱沖壓實(shí)驗(yàn)
4.1 引言
4.2 材料與設(shè)備
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 定制熱沖壓實(shí)驗(yàn)
4.3.2 組織和性能實(shí)驗(yàn)
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 顯微組織分析
4.4.2 力學(xué)性能分析
4.4.3 溫度-組織-性能的關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DP980鋼激光拼焊接頭動態(tài)拉伸力學(xué)性能研究[J]. 夏衛(wèi)生,馬湘,韋春華,田文揚(yáng). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]Determination of Elastoplastic Mechanical Properties of the Weld and Heat Affected Zone Metals in Tailor-Welded Blanks by Nanoindentation Test[J]. MA Xiangdong,GUAN Yingping,YANG Liu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[3]超高強(qiáng)鋼熱成形淬火階段的工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 谷諍巍,呂萌萌,趙立輝,徐虹,李欣,陸冠含. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2016(03)
[4]高強(qiáng)鋼B340LA與B1500HS鋼激光拼焊板熱沖壓淬火性能[J]. 唐炳濤,原政軍,張保儀,謝暉. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]汽車超高強(qiáng)鋼熱沖壓成形新工藝——選擇性冷卻[J]. 桂中祥,張宜生,王子健. 熱加工工藝. 2013(01)
[6]轎車車身輕量化及其對連接技術(shù)的挑戰(zhàn)[J]. 李永兵,李亞庭,樓銘,林忠欽. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(18)
[7]鋼結(jié)構(gòu)車身的輕量化研究[J]. 何健,范軍鋒,黃偉科,馮奇,凌天鈞. 汽車工藝與材料. 2012(01)
[8]高強(qiáng)度鋼在汽車制造中的應(yīng)用[J]. 馬鳴圖,易紅亮. 熱處理. 2011(06)
[9]差厚板汽車B柱輕量化設(shè)計(jì)[J]. 蘭鳳崇,唐杰,鐘陽,陳吉清. 現(xiàn)代零部件. 2011(12)
[10]考慮側(cè)碰的汽車B柱加強(qiáng)板材料性能梯度優(yōu)化[J]. 朱敏,姬琳,葉輝. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(05)
博士論文
[1]高強(qiáng)鋼板料變強(qiáng)度熱沖壓成形研究及應(yīng)用[D]. 王子健.華中科技大學(xué) 2016
[2]汽車橋殼熱沖壓成形工藝數(shù)值模擬及工程應(yīng)用研究[D]. 畢文權(quán).吉林大學(xué) 2009
碩士論文
[1]高強(qiáng)鋼熱沖壓成形中的相變模型及應(yīng)用研究[D]. 譚方培.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]激光拼焊板焊縫線位置反求優(yōu)化方法研究[D]. 趙樹武.湖南大學(xué) 2016
[3]B1500HS板熱成形局部硬化的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 庫中賢.吉林大學(xué) 2016
[4]高強(qiáng)鋼熱成形過程模具磨損的數(shù)值模擬研究[D]. 劉鑫.吉林大學(xué) 2016
[5]變梯度特性熱成形技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 劉才溢.燕山大學(xué) 2015
[6]超高強(qiáng)鋼溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬研究[D]. 劉京偉.吉林大學(xué) 2015
[7]激光拼焊板焊接接頭的機(jī)械性能及焊接過程變形行為研究[D]. 蔣濤.重慶大學(xué) 2015
[8]高強(qiáng)鋼板熱成形局部硬化的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉冰琪.吉林大學(xué) 2014
[9]高強(qiáng)鋼變強(qiáng)度成形的綜合目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方法研究[D]. 喻苗.華中科技大學(xué) 2014
[10]車身梁類件沖壓回彈分析及控制研究[D]. 劉雁冰.重慶理工大學(xué) 2014
本文編號:3629335
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 熱沖壓成形用鋼的研究現(xiàn)狀
1.3 定制熱沖壓成形國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究的意義及內(nèi)容
第2章 定制熱沖壓成形理論
2.1 引言
2.2 奧氏體形成的影響因素
2.3 金屬的熱塑性變形
2.3.1 熱塑性變形機(jī)制
2.3.2 熱塑性變形的影響因素
2.4 組織轉(zhuǎn)變
2.4.1 馬氏體相變
2.4.2 貝氏體相變
2.4.3 組織轉(zhuǎn)變的影響因素
2.4.4 連續(xù)冷卻
2.6 熱量傳遞
2.6.1 熱傳導(dǎo)
2.6.2 熱對流
2.6.3 熱輻射
2.7 本章小結(jié)
第3章 定制熱沖壓關(guān)鍵工藝參數(shù)模擬研究
3.1 引言
3.2 模擬軟件的選擇
3.3 模擬方法及其模型
3.4 模擬參數(shù)的選擇和設(shè)定
3.4.1 ABAQUS中的參數(shù)設(shè)置
3.4.2 FLUENT中的參數(shù)設(shè)置
3.5 模擬結(jié)果
3.5.1 成形過程
3.5.2 氣流速度對淬火區(qū)溫度場的影響
3.5.3 保壓時(shí)間對U形件溫度場的影響
3.6 不同設(shè)置模具溫度下溫度場的預(yù)測
3.7 本章小結(jié)
第4章 定制熱沖壓實(shí)驗(yàn)
4.1 引言
4.2 材料與設(shè)備
4.3 實(shí)驗(yàn)方法
4.3.1 定制熱沖壓實(shí)驗(yàn)
4.3.2 組織和性能實(shí)驗(yàn)
4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
4.4.1 顯微組織分析
4.4.2 力學(xué)性能分析
4.4.3 溫度-組織-性能的關(guān)系
4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]DP980鋼激光拼焊接頭動態(tài)拉伸力學(xué)性能研究[J]. 夏衛(wèi)生,馬湘,韋春華,田文揚(yáng). 華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]Determination of Elastoplastic Mechanical Properties of the Weld and Heat Affected Zone Metals in Tailor-Welded Blanks by Nanoindentation Test[J]. MA Xiangdong,GUAN Yingping,YANG Liu. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[3]超高強(qiáng)鋼熱成形淬火階段的工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 谷諍巍,呂萌萌,趙立輝,徐虹,李欣,陸冠含. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2016(03)
[4]高強(qiáng)鋼B340LA與B1500HS鋼激光拼焊板熱沖壓淬火性能[J]. 唐炳濤,原政軍,張保儀,謝暉. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2013(02)
[5]汽車超高強(qiáng)鋼熱沖壓成形新工藝——選擇性冷卻[J]. 桂中祥,張宜生,王子健. 熱加工工藝. 2013(01)
[6]轎車車身輕量化及其對連接技術(shù)的挑戰(zhàn)[J]. 李永兵,李亞庭,樓銘,林忠欽. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(18)
[7]鋼結(jié)構(gòu)車身的輕量化研究[J]. 何健,范軍鋒,黃偉科,馮奇,凌天鈞. 汽車工藝與材料. 2012(01)
[8]高強(qiáng)度鋼在汽車制造中的應(yīng)用[J]. 馬鳴圖,易紅亮. 熱處理. 2011(06)
[9]差厚板汽車B柱輕量化設(shè)計(jì)[J]. 蘭鳳崇,唐杰,鐘陽,陳吉清. 現(xiàn)代零部件. 2011(12)
[10]考慮側(cè)碰的汽車B柱加強(qiáng)板材料性能梯度優(yōu)化[J]. 朱敏,姬琳,葉輝. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(05)
博士論文
[1]高強(qiáng)鋼板料變強(qiáng)度熱沖壓成形研究及應(yīng)用[D]. 王子健.華中科技大學(xué) 2016
[2]汽車橋殼熱沖壓成形工藝數(shù)值模擬及工程應(yīng)用研究[D]. 畢文權(quán).吉林大學(xué) 2009
碩士論文
[1]高強(qiáng)鋼熱沖壓成形中的相變模型及應(yīng)用研究[D]. 譚方培.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]激光拼焊板焊縫線位置反求優(yōu)化方法研究[D]. 趙樹武.湖南大學(xué) 2016
[3]B1500HS板熱成形局部硬化的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 庫中賢.吉林大學(xué) 2016
[4]高強(qiáng)鋼熱成形過程模具磨損的數(shù)值模擬研究[D]. 劉鑫.吉林大學(xué) 2016
[5]變梯度特性熱成形技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 劉才溢.燕山大學(xué) 2015
[6]超高強(qiáng)鋼溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬研究[D]. 劉京偉.吉林大學(xué) 2015
[7]激光拼焊板焊接接頭的機(jī)械性能及焊接過程變形行為研究[D]. 蔣濤.重慶大學(xué) 2015
[8]高強(qiáng)鋼板熱成形局部硬化的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉冰琪.吉林大學(xué) 2014
[9]高強(qiáng)鋼變強(qiáng)度成形的綜合目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方法研究[D]. 喻苗.華中科技大學(xué) 2014
[10]車身梁類件沖壓回彈分析及控制研究[D]. 劉雁冰.重慶理工大學(xué) 2014
本文編號:3629335
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