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高强钢板冲压位移回弹补偿技术研究与应用

塑性工程学报 2012年第5期19卷 72-77页

作者：谢晖潘志红蒋浩民徐伟力吴磊湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室(宝钢集团) 上海201900

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中仍然依赖大量修模解决回弹问题。该文采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度;利用位移回弹补偿原理,对拉延型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后的零件... 详细信息

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中仍然依赖大量修模解决回弹问题。该文采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度;利用位移回弹补偿原理,对拉延型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后的零件尺寸满足设计产品的精度要求。该研究提高了高强钢冲压件的质量,实际生产的应用效果良好。

关键词：钢冲压件高回弹应用补偿技术高强钢板位移仿真计算钢板零件

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先进高强钢板冲压成形后的时效回弹行为

塑性工程学报 2021年第6期28卷 2-7页

作者：余海燕吴航宇汪林同济大学汽车学院上海201804 上汽大通汽车有限公司上海200438

为了揭示先进高强钢板在冲压成形后回弹随时间而改变的时效回弹行为,对DP780和TRIP780钢板进行了U形件冲压和圆筒件剖环试验。对U形件角度和剖环开口位移在卸载后10 s至84 d内的回弹量进行了跟踪测量,通过拟合试验数据建立了计算时效回... 详细信息

为了揭示先进高强钢板在冲压成形后回弹随时间而改变的时效回弹行为,对DP780和TRIP780钢板进行了U形件冲压和圆筒件剖环试验。对U形件角度和剖环开口位移在卸载后10 s至84 d内的回弹量进行了跟踪测量,通过拟合试验数据建立了计算时效回弹量的经验模型。结果表明,DP780和TRIP780钢板冲压卸载后均有显著的时效回弹行为,总时效回弹量约为初始回弹量的3%~5%,回弹量随时效时间先快速增加而后趋于稳定。在材料不同、几何形状相同的情况下,冲压件的时效回弹速率不同。在U形件冲压中,DP780钢板在卸载后3天的总时效回弹量约为50%,而TRIP780钢板在卸载后6 h内就产生了相同的时效回弹量。同一材料圆筒件剖环开口处的时效回弹量大于U形件的时效回弹量。两种材料的时效回弹量均可用指数函数来表达,该式可为时效回弹的预测提供参考。

关键词：时效回弹高强钢板 U形件圆筒件剖环冲压成形

腐蚀损伤Q690E钢板单调拉伸性能与滞回性能研究

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建筑结构学报 2024年第4期45卷 177-188页

作者：贾晨邵永松郭兰慧哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉... 详细信息

为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响,通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件,并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果,得到名义屈服强度、名义抗拉强度、屈强比及断后伸长率等基本拉伸性能指标与腐蚀损伤程度之间的回归关系。基于单轴循环试验结果,分析了腐蚀损伤对钢板应力-应变滞回曲线、低周疲劳寿命、循环软化性能以及耗能性能等的影响。结果表明:Q690E钢板的单调拉伸性能指标随腐蚀损伤程度增加而线性降低,在相同腐蚀程度下变形性能退化程度远远高于强度退化程度,高强钢板比低碳钢板对腐蚀损伤更敏感;恒幅循环加载下腐蚀损伤会降低钢板的低周疲劳寿命,造成滞回曲线的退化和捏缩,腐蚀损伤不影响钢板稳定软化阶段的循环软化程度但是影响循环软化速率;增幅循环加载下,随着腐蚀程度增加,钢板承载力不断退化,滞回耗能能力呈先增大后减小的趋势。

关键词：高强钢板腐蚀损伤强度变形性能滞回性能循环软化

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多工位级进冲压全工序数值模拟关键技术研究

华南理工大学学报（自然科学版） 2012年第7期40卷 62-66,72页

作者：夏琴香魏光明叶福源邱遵文华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广东科龙模具有限公司广东佛山528303

综合运用UG、HyperMesh和Dynaform建立了某高强钢板汽车安装座件的13工位级进冲压全工序数值模拟排样条料模型,采用多工位多工序级进冲压法对冲压成形全工序进行了有限元数值模拟,并对关键的第三、四工位的正、反拉深进行了详细分析,通... 详细信息

综合运用UG、HyperMesh和Dynaform建立了某高强钢板汽车安装座件的13工位级进冲压全工序数值模拟排样条料模型,采用多工位多工序级进冲压法对冲压成形全工序进行了有限元数值模拟,并对关键的第三、四工位的正、反拉深进行了详细分析,通过对毛坯及凸包形状进行修正后重新建模获得了理想的模拟结果,据此设计制造出了该零件的13工位级进冲模,成功冲制出了左右对称的一套两件的某汽车安装座零件,成形质量经过检具检测满足使用要求,现该级进模已投入批量生产.

关键词：冲压成形多工位级进模汽车结构件高强钢板全工序数值模拟

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高强钢板冲压回弹研究综述

现代制造技术与装备 2021年第10期57卷 24-30页

作者：王金秋朱海曲周德袁斌先天津职业技术师范大学机械工程学院汽车模具智能制造技术国家地方联合工程实验室天津300222

回弹是高强钢板冲压过程中非常严重的一种成型缺陷。在相关研究中,提升高强钢板成型质量,提高回弹预测精度并控制回弹量以期达到实际使用要求一直是国内外学者致力研究的方向。基于此,重点从理论研究、试验研究以及数值模拟3个方面总结... 详细信息

回弹是高强钢板冲压过程中非常严重的一种成型缺陷。在相关研究中,提升高强钢板成型质量,提高回弹预测精度并控制回弹量以期达到实际使用要求一直是国内外学者致力研究的方向。基于此,重点从理论研究、试验研究以及数值模拟3个方面总结之前的研究成果,为将来的回弹研究提供参考。

关键词：高强钢板冲压成型回弹屈服准则硬化模型

西部钻井法“一钻成井”新型高强复合井壁力学特性

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煤炭学报 2023年第12期48卷 4365-4379页

作者：姚直书许永杰程桦方玉王宗金王瑞安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤特殊凿井集团有限责任公司安徽合肥230001

针对西部地区富水弱胶结地层中深、大钻井井筒“一钻成井”支护难题,提出采用高强钢板-混凝土复合井壁新型结构。首先,以内蒙古鄂尔多斯市陶忽图煤矿北风井为工程原型,基于相似理论推导了复合井壁结构模型试验相似指标,通过正交模型试验... 详细信息

针对西部地区富水弱胶结地层中深、大钻井井筒“一钻成井”支护难题,提出采用高强钢板-混凝土复合井壁新型结构。首先,以内蒙古鄂尔多斯市陶忽图煤矿北风井为工程原型,基于相似理论推导了复合井壁结构模型试验相似指标,通过正交模型试验,研究了不同井壁厚度、混凝土强度等级和钢板型号情况下高强钢板-混凝土复合井壁的力学特性。其次,采用数值模拟方法,计算分析了高强钢板-混凝土复合井壁极限承载力的影响因素及其变化规律。然后,根据模型试验与数值计算结果,构建了高强钢板-混凝土复合井壁承载力和混凝土抗压强度提高系数计算公式,并给出了各影响因素的取值范围,同时提供了该种井壁结构的工程应用设计优化方法。最后,分析了复合井壁结构中锚卡的力学作用效应。研究结果表明,在复合井壁结构中,由于高强钢板屈服强度高,可更好地对中间混凝土产生复合约束作用,混凝土抗压强度提高系数可达2.3~2.6,井壁承载力显著提高。在相同条件下,与Q345钢板相比,高强钢板(Q460~Q620)-混凝土复合井壁的极限承载力可提高7.14%~19.46%,井壁厚度可减薄8.18%~19.52%,且增大内层钢板厚度更有助于提高井壁极限承载力。复合井壁结构中锚卡约束着内钢板,使其达到屈服应力后不会过早发生屈曲失稳,同时对中间混凝土提供约束作用,保证其处于三向受压状态,2者起到很好的复合作用,有利于井壁结构整体受力。

关键词：钻井法凿井一钻成井高强钢板复合井壁力学特性

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高强钢板残余应力分布的测量及其模拟计算

高强钢板残余应力分布的测量及其模拟计算

作者：吴新猛上海应用技术大学

学位级别：硕士

进入21世纪,全球的钢铁工业进入一个新的阶段,“高强、减薄”为代表的高强钢产品逐渐受到人们重视。而板形问题已成为制约高强钢应用的最突出问题,板形问题本质上是钢板内部的残余应力较大且分布不均匀。本文就传统残余应力测量方法存... 详细信息

进入21世纪,全球的钢铁工业进入一个新的阶段,“高强、减薄”为代表的高强钢产品逐渐受到人们重视。而板形问题已成为制约高强钢应用的最突出问题,板形问题本质上是钢板内部的残余应力较大且分布不均匀。本文就传统残余应力测量方法存在的局限性限制,应用此前项目组提出的一种残余应力测量的新方法--比容差法,并由不同材料三维残余应力的实验测量,进一步确认了此新的测量分析方法的可操作性和有效性。该方法以材料塑性加工后相对体积变化定量的测量,可得到其残余应力的定量结果。材料的残余应力将造成体积变化,此体积变化可以由比容的精确测量得到。该研究对开发新的残余应力减小的工艺路径,提高板形稳定性,具有一定指导意义。本文首先分别以冷镦、冷轧及热轧工艺为例,对材料内部的三维残余应力进行了测量与分析,结果表明:塑性变形后,材料内部因产生残余应力,其体积变化。该分析结果与弹性力学的虎克定律相符合。由此得出,该方法对材料塑性变形后的残余应力状态可精确测量与分析。热膨胀实验通过测量材料升温过程中由于残余应力释放及受热膨胀所引起的总的尺寸变化,即应变,并结合比容差法得到的体积应变,即可得到不同方向的应变,根据虎克定律,便可计算得出不同方向的残余应力。由此证明了比容差法用于测量材料三维残余应力的可行性与科学性。传统的表面残余应力测量方法--盲孔法的实验结果证明了比容差法的有效可行,测量结果精确、可靠。在此基础上对热轧复合板板厚方向及高强钢板板宽方向的三维残余应力分布规律分别进行了研究,结果表明,对于热轧复合板其厚度方向的三维残余应力分布是不均匀的,残余压应力在板坯中心处取得最大值,且沿厚度方向逐渐减小,呈连续对称衰减分布;对于高强钢板而言,其板宽方向的残余应力从边上往中心逐渐减小。最后就切割对残余应力释放的影响规律进行了讨论,得到的结论是切割对残余应力释放的影响随着薄板尺寸的增大而减小。当试样尺寸10mm左右时,残余应力减小为零;且试样尺寸在120*120mm以上时,其残余应力达到稳定值,即切割对残余应力释放的影响减小至零。该影响规律可以用Gauss函数来近似表达,由此给出了描述切割对残余应力释放的影响规律的数学模型。本文另一方面的工作是以残余应力分布的预测为目标,首先利用有限元模拟软件ANSYS对小尺寸高强钢板轧后冷却过程的温度场进行了建模和计算,得到高强钢板在清水喷淬冷却条件下不同时间的瞬态温度场分布云图和Temp-Time曲线。并对心部的温降曲线进行了实验验证,两者吻合较好,最大误差在10%以内。而后通过ANSYS的热-力耦合算法,对高强钢板的残余应力场进行了数值模拟研究,得出其残余应力的大小和分布规律。最后根据相似性原理对较大尺寸的高强钢板进行了轧后温度场及残余应力场的模拟分析,得到其温度场分布云图,以及残余应力场云图。上述模拟结果表明:在单面清水喷淬的冷却条件下,大板的温度场分布规律与小板类似,即,顶角冷却较快,心部冷却较慢,边部冷却介于上述两者之间。沿着板宽及轧制方向,残余应力的分布规律基本相同,心部残余应力值较大,两端残余应力值较小。

关键词：高强钢板残余应力比容差法热膨胀法数值模拟

汽车前梁后部零件全工序成形回弹仿真及模面补偿研究

同方学位论文库评论

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锻压技术 2020年第8期45卷 62-69页

作者：段磊夏磊李庆宝白帆张洋天津职业技术师范大学机械工程学院天津300222 天津众诚楷模科技有限公司天津300350

高强钢板作为汽车用钢的主要材料,在冲压成形过程中易出现破裂、起皱和回弹等缺陷。以宝钢CR380LA高强钢板汽车前梁后部零件为研究对象,分析了零件的材料和结构特点,确定了零件的冲压工艺方案为落料→拉延→修边、侧冲孔、翻边→整形、... 详细信息

高强钢板作为汽车用钢的主要材料,在冲压成形过程中易出现破裂、起皱和回弹等缺陷。以宝钢CR380LA高强钢板汽车前梁后部零件为研究对象,分析了零件的材料和结构特点,确定了零件的冲压工艺方案为落料→拉延→修边、侧冲孔、翻边→整形、侧整形;利用Autoform软件,研究了零件的全工序成形回弹仿真,并预测了零件成形后的回弹量;根据回弹预测结果,采用折入补偿设计策略对零件两侧壁的拉延模面进行了回弹几何补偿。模面补偿后的回弹模拟及实际生产检测结果表明,零件的回弹减小了80%,且得到了有效地控制。零件的全工序成形回弹仿真及模面补偿是正确合理的,保证了零件的成形质量和尺寸精度,为同类零件的成形工艺设计和回弹模面补偿提供了有益的指导。

关键词：高强钢板全工序回弹预测模面补偿拉延

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基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

锻压技术 2021年第5期46卷 174-178页

作者：铁争鸣青海交通职业技术学院汽车工程学院青海西宁810000

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数。然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验... 详细信息

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数。然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证。得出最优参数组合为:坯料预热温度为800℃、冲压速度为6.1 mm·s^(-1)、模具预热温度为201.5℃、模具硬度为59 HRC。采用最优参数组合进行实际试模,模具的寿命明显提高,验证了模拟响应面模型和模拟结果的准确性,为实际生产中分析模具磨损情况提供了理论依据。

关键词：冲压成形模具磨损响应面法参数优化高强钢板