熱沖壓成形鋼板BR1500HS淬火熱-力-相變耦合規(guī)律數(shù)值模擬研究及應(yīng)力影響參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、在汽車制造業(yè)領(lǐng)域中，制件輕量化、高碰撞性能和安全性保障理念正不斷推進(jìn)，一種可淬火硼鋼板熱沖壓成形新工藝已脫穎而出，該工藝實(shí)現(xiàn)了汽車輕量化，突破了超高強(qiáng)鋼板傳統(tǒng)冷沖壓成形難的問題。在熱沖壓成形過程中，制件的高強(qiáng)度、高硬度性能主要取決于成形制件的最終馬氏體含量。而熱成形過程中制件發(fā)生相變主要集中于板料高溫沖壓成形后的淬火熱處理工藝。在高強(qiáng)度鋼板熱成形生產(chǎn)中，溫度場不僅影響淬火后制件的最終馬氏體相變，同時(shí)由于溫差與組織轉(zhuǎn)變還會(huì)使應(yīng)力場發(fā)生變化

2、，制件最終性能是其熱-力-相三場綜合效果的反映。所以，對易變形、易產(chǎn)生沖壓缺陷的壁薄結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大多汽車制件熱沖壓成形而言，研究超高強(qiáng)度剛淬火過程熱-力-相變耦合規(guī)律具有實(shí)際意義！
　　本文以熱沖壓成形鋼板BR1500HS為研究對象，在熱成形理論以及有限元求解方法分析基礎(chǔ)上，建立了淬火熱-力-相耦合數(shù)學(xué)模型和有限元求解模型；結(jié)合研究目的，專門針對BR1500HS熱沖壓成形的淬火過程進(jìn)行了平板模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　對BR1500H

3、S熱成形鋼板室溫組織成分及相關(guān)性能進(jìn)行物理試驗(yàn)探究與分析，同時(shí)對其進(jìn)行不同加熱溫度下、不同冷卻時(shí)間內(nèi)的直接水淬實(shí)驗(yàn)。對水淬后的板料金相分析，研究加熱溫度與冷卻速度對板料組織的影響規(guī)律。同時(shí)利用Deform對該板料在相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)下的直接水淬熱處理進(jìn)行數(shù)值模擬探究，將馬氏體相變模擬結(jié)果與水淬實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析，論證了Deform對BR1500HS直接水淬相變模擬方法的正確性。
　　其次，利用Deform對超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形過程中的淬

4、火熱-力-相耦合變化規(guī)律及淬火應(yīng)力影響參數(shù)優(yōu)化展開數(shù)值模擬研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。先從直接水淬中相對簡單的熱-力-相變出發(fā)，對BR1500HS鋼板直接水淬模擬進(jìn)行不同加熱溫度下直接水淬過程模擬分析，找出溫度場對相變場、相變場對應(yīng)力場影響規(guī)律。
　　再建立板料在平板模具中淬火的簡化有限元模型，進(jìn)行不同板料初始溫度、不同模具初始溫度以及不同冷卻通道與模具之間傳熱系數(shù)下的數(shù)值模擬。得到了三種影響參數(shù)下的板料在模具中淬火的熱-力-相變耦合規(guī)律。最