功能梯度強(qiáng)度熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性優(yōu)化研究.pdf

1、隨著汽車輕量化研究不斷地深入，具有梯度強(qiáng)度性能零部件（FGS）也得到了廣泛關(guān)注與應(yīng)用。目前，通過高強(qiáng)度鋼板熱沖壓技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了梯度力學(xué)性能零部件的生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的同時提高汽車的被動安全性。但是，如何基于熱沖壓成形技術(shù)，設(shè)計具有功能梯度強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的汽車車身零部件，目前還沒有獲得廣泛的研究。本文基于熱沖壓成形工藝制備具有梯度強(qiáng)度薄壁結(jié)構(gòu)，分析了梯度強(qiáng)度系數(shù)m、頂部強(qiáng)度S和碰撞角度α對梯度強(qiáng)度熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)抗撞性能的影響，并基于相關(guān)優(yōu)

2、化方法開展了基于性能的優(yōu)化仿真研究。
　　首先，基于高強(qiáng)度熱沖壓成形工藝，對22MnB5高強(qiáng)度鋼進(jìn)行不同工藝的熱處理，并進(jìn)行單向拉伸實(shí)驗(yàn)測試，以獲取材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。設(shè)計加工了具有兩層梯度力學(xué)性能分布的帽型零件，并對其進(jìn)行壓潰性能實(shí)驗(yàn)。進(jìn)一步結(jié)合帽型壓潰實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同有限元仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩者壓潰變形模式、力-位移曲線變化趨勢相近。證明了建立的梯度強(qiáng)度熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)有限元建模流程和材料的力學(xué)曲線的可靠性。
　　其次

3、，對梯度強(qiáng)度熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)軸向進(jìn)行功能化分層設(shè)計。通過改變梯度系數(shù)、頂部強(qiáng)度和斜向碰撞角度等設(shè)計為變量，來深入探究梯度強(qiáng)度熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)在軸向和斜向碰撞中的抗撞性能表現(xiàn)。研究表明，梯度強(qiáng)度薄壁結(jié)構(gòu)在最大峰值力和最大吸能方面均優(yōu)于相同的頂部強(qiáng)度均質(zhì)熱沖壓薄壁結(jié)構(gòu)。在軸向碰撞中，梯度系數(shù)和頂部強(qiáng)度對峰值力、吸能量有很大影響；在斜向碰撞中，梯度系數(shù)和頂部強(qiáng)度對峰值力、加權(quán)吸能量有很大影也對斜向碰撞臨界失穩(wěn)加載角度有很大影響。進(jìn)一步基于仿真數(shù)據(jù)