高強(qiáng)度鋼板熱沖壓工藝研究及有限元分析.pdf

1、隨著國(guó)民物質(zhì)生活水平的提高，大家對(duì)汽車安全性的要求也越來越強(qiáng)烈，因此，高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼板在汽車車身上的應(yīng)用也越來越廣泛。然而，由于高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼板在常溫下強(qiáng)度較高，變形抗力比較大，導(dǎo)致利用常規(guī)冷沖壓成形的方式很難成形，因此高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。目前，高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形零件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外汽車車身的重要零件上。尤其在國(guó)外，幾乎所有汽車的重要結(jié)構(gòu)零件都采用高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)制成；在國(guó)內(nèi)的一些知名汽車

2、的中高端車型中，重要結(jié)構(gòu)安全件也都采用熱沖壓技術(shù)。利用高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)，不僅可以節(jié)省材料、減輕汽車的重量、減少尾氣排放，而且還可以改善汽車的彎曲剛性和扭曲剛性，提高零件強(qiáng)度從而提高整車的碰撞安全性能。熱沖壓成形技術(shù)是先將高強(qiáng)度鋼板加熱到奧氏體化狀態(tài)并保溫然后成形及冷卻的一種新的沖壓成形工藝，由于高溫可以使材料發(fā)生微觀組織轉(zhuǎn)變，使材料的變形抗力大大下降，易于材料成形。成形之后再由模具對(duì)其進(jìn)行冷卻淬火，使之轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而強(qiáng)度得到

3、大大提高。
　　本論文以高強(qiáng)度鋼板B400VK為研究對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究與塑性有限元分析相結(jié)合的研究方法，對(duì)高強(qiáng)度鋼板在熱沖壓成形過程中的流變應(yīng)力及其變化規(guī)律、主要熱成形參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能及溫度變化的影響規(guī)律進(jìn)行研究。首先通過實(shí)驗(yàn)分析得出材料在高溫下的變形抗力曲線；即當(dāng)材料在完全奧氏體化后，通過一定時(shí)間的保溫，再冷卻到不同溫度，然后以不同的變形速率進(jìn)行高溫單向拉伸試驗(yàn)，從而得材料在不同處理方式下的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線。再將實(shí)驗(yàn)得到的真實(shí)

4、應(yīng)力-應(yīng)變曲線導(dǎo)入有限元軟件的材料模型中，并結(jié)合熱沖壓成形的工藝流程，利用Dynaform軟件對(duì)某汽車A柱加強(qiáng)件的U型局部進(jìn)行熱沖壓熱力耦合分析。得到了板料在成形過程中各時(shí)刻溫度和應(yīng)力的分布與變化及其特點(diǎn)；總結(jié)了沖壓速度、板料成形溫度、模具初始溫度、壓邊力及保溫時(shí)間工藝參數(shù)等對(duì)熱沖壓成形后溫度及應(yīng)力的影響。之后通過追蹤零件上的某些節(jié)點(diǎn)的溫度變化，得出了模具相應(yīng)位置在不同時(shí)刻及溫度下的冷卻能力。最后，對(duì)U型件進(jìn)行熱沖壓及冷沖壓實(shí)驗(yàn)，并對(duì)熱