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拉深筋结构参数对高强钢板后续成形性能影响试验研究

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拉深筋结构参数对高强钢板后续成形性能影响试验研究

作者：殷忠晴燕山大学

学位级别：硕士

环境问题的日益凸显促使车身轻量化成为汽车行业的发展趋势。目前,减轻车身重量的主要方法是采用高强度钢板代替普通钢板,在满足车身刚度强度的前提下降低板材厚度,以达到减重目的。由于汽车车身零件多为形状复杂的冲压件,为了控制板料... 详细信息

环境问题的日益凸显促使车身轻量化成为汽车行业的发展趋势。目前,减轻车身重量的主要方法是采用高强度钢板代替普通钢板,在满足车身刚度强度的前提下降低板材厚度,以达到减重目的。由于汽车车身零件多为形状复杂的冲压件,为了控制板料流动,模具上会布置拉深筋。高强钢板成形性能相对普通钢板较差,通过拉深筋时,会经历复杂的弯曲和反向弯曲过程,成形性能发生极大变化,导致高强钢板回弹加重,更易出现破裂等问题。因此,设计拉深筋时必须考虑高强钢板的后续成形性能。研发设计了用于高强钢板后续成形性能研究的拉深筋试验系统,该试验系统功能齐全,结构合理,为试验提供了可靠保障。设计正交试验研究半圆拉深筋结构参数对三种汽车常用高强钢板后续成形性能的影响程度,结果显示圆角半径R是影响板材后续成形性能最显著的参数,其他参数影响程度随板材屈服强度变化呈现不同显著性,整体展现出随屈服强度提高,影响程度提高现象。结合试验回归分析方法确定出半圆筋各结构参数与高强钢板DP590后续成形性能参数之间的回归方程,综合分析正交试验结果和回归方程,归纳出适用于高强钢板DP590的半圆拉深筋设计原则。设计了回归正交试验研究了梯形拉深筋对高强钢板DP590后续成形性能的影响规律,结果显示试验参数范围内,凹槽半径r1和r2是影响板材后续成形性能最显著的结构参数。推导出梯形筋各结构参数与高强钢板DP590后续成形性能参数之间的回归方程,根据回归正交试验分析结果归纳出适用于高强钢板DP590的梯形拉深筋设计原则。

关键词：高强钢板拉深筋后续成形性能正交试验回归分析

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高强钢板冲压全工序回弹补偿研究

模具技术 2012年第5期 1-5,17页

作者：谢晖潘志红洪健程杨岩张建胡蕾湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 苏州金鸿顺汽车部件股份有限公司江苏苏州215600 天津汽车模具股份有限公司天津300308

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中回弹计算精度不高,仍然依赖大量修模解决回弹问题。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,并利用位移回弹补偿原理对拉深型面和修边型面进行回弹补偿,使冲... 详细信息

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中回弹计算精度不高,仍然依赖大量修模解决回弹问题。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,并利用位移回弹补偿原理对拉深型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后零件尺寸满足设计产品的精度要求。结果表明,该研究方法大大提高了高强钢冲压件的质量,实际生产应用效果良好。

关键词：高强钢板冲压位移回弹补偿

B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究

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B1500HS板热成形局部硬化的数值模拟与实验研究

作者：库中贤吉林大学

学位级别：硕士

近年来,随着汽车的保有量的增加,雾霾环境问题的逐渐加重以及交通安全事故的增加,人们对汽车的安全性和舒适性关注的同时,更多的关注它的节能环保性能。在保证汽车安全性的前提下,各大汽车厂商开始探索如何尽可能减小车身质量,节能减排... 详细信息

近年来,随着汽车的保有量的增加,雾霾环境问题的逐渐加重以及交通安全事故的增加,人们对汽车的安全性和舒适性关注的同时,更多的关注它的节能环保性能。在保证汽车安全性的前提下,各大汽车厂商开始探索如何尽可能减小车身质量,节能减排,提高汽车整体环保性能。高强钢板热冲压技术是将充分奥氏体化的板料在冲压成形的同时运用模具内部冷却系统的冷却作用,组织中出现马氏体组织,进而得到高强度、高硬度的板料。热成形板料应用到汽车车身结构件中,能显著提高汽车安全性能,降低汽车质量。车身结构中的部分零部件,不同部位需要不同强度,应运产生了板料热成形局部硬化技术。热成形局部硬化技术是通过改变模具的冷却速度梯化来实现零部件的强度梯化。高强钢板热冲压技术中,模具与板料界面换热系数是热成形的关键影响因素,板料微观组织转变决定其机械性能,本文针对这两方面进行基础实验研究。板料在加热炉中加热到1203K,保温3分钟后,快速放置在模具上,压力机分别施加1MPa、5MPa、10MPa、15MPa、20MPa载荷,测量记录板料与模具温度变化,导入反算模型,求出界面换热系数。分别加热模具323K、373K、473K、573K、673K、723K进行热冲压实验,测量板料与模具温度变化,求出界面换热系数,通过彩色金相分析计算出板料微观组织中各组织比例关系,测试板料样件拉伸强度和显微硬度,为热成形数值模拟时温度场分析提供一个量化参考。运用有限元分析软件FLUENT建立冷却部分和加热部分模型,模拟计算二十个保压循环,根据模具与板料温度场变化,结合板料微观组织转变研究,探讨最佳冷却参数,通过并联带有冷却系统的冷却部分模具和带有加热源的加热部分模具进行热冲压成形,实现板料的局部硬化要求,优化模具模型,加工模具进行热冲压实验,对比实验结果和模拟结果。得出以下结论:(1)模具与板料界面换热系数实验表明,在模具温度低于473K时,温度是影响换热系数的主要因素,换热系数随着模具温度增大而减小;模具温度高于473K时,压强是影响换热系数的主要因素,换热系数随着压强增大而增大。(2)热冲压成形保压淬火阶段,随着模具温度升高,板料中马氏体组织比例降低,贝氏体组织比例增加,硬度下降,抗拉强度降低。为实现局部硬化技术提供依据。(3)热冲压成形过程的有限元分析表明,气流速度越大,模具的冷却速度和冷却均匀性越好;保压时间越长,模具冷却效果越好。综合实际考虑,选择最佳气流速度5m/s,保压时间10s。局部硬化模型中,选择冷却部分气流速度5m/s,加热部分模具温度573K。(4)冷却部分模具内部通气孔直径D越小、通气孔间距L越小、通气孔底距模具表面距离H越小,模具的冷却速度越大,冷却均匀性越好,考虑实际加工情况,确定D-10mm、L-20mm、H-10mm作为模具优化结构参数。

关键词：高强钢板换热系数气流速度温度场局部硬化

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成形速度及载荷对高强钢板回弹影响的研究

锻压技术 2012年第2期37卷 15-20页

作者：徐刚李建军付秀娟华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室湖北武汉430074 武汉工程大学材料学院湖北武汉430073

回弹问题一直是高强钢板弯曲成形的难点。本文基于伺服压力机对成形速度、载荷以及滑块行程的可控性,通过控制高强钢板弯曲成形过程中的成形速度、载荷以及滑块的行程位移,在试验的基础上探讨了成形速度及载荷等工艺条件对高强钢板弯曲... 详细信息

回弹问题一直是高强钢板弯曲成形的难点。本文基于伺服压力机对成形速度、载荷以及滑块行程的可控性,通过控制高强钢板弯曲成形过程中的成形速度、载荷以及滑块的行程位移,在试验的基础上探讨了成形速度及载荷等工艺条件对高强钢板弯曲回弹的影响,并通过ABAQUS有限元软件进行了相关的成形模拟。研究结果表明,随着成形载荷的增大回弹量明显减小,多次折弯可有效减小回弹。另外,成形速度和凸模保压时间对回弹影响不大。因此,在伺服压力机工作环境下,可以通过精确控制成形载荷以及折弯次数来控制高强钢板弯曲回弹量。

关键词：高强钢板回弹伺服压力机成形速度成形载荷

大型原油储罐用高强钢12MnNiVR的国产化研究及应用

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长江技术经济 2020年第S02期4卷 32-34页

作者：马文强中国核工业华兴建设有限公司江苏南京210000

本文介绍了大型原油储罐用高强钢板国产化的发展历程及主要成果,通过与原有高强钢板的比较,结合生产和工程实际运用,介绍了12MnNiVR钢板的特性及焊接性能,提出了其在生产应用中需要注意的一些问题,为12MnNiVR钢板在容积10万m^3及以上的... 详细信息

本文介绍了大型原油储罐用高强钢板国产化的发展历程及主要成果,通过与原有高强钢板的比较,结合生产和工程实际运用,介绍了12MnNiVR钢板的特性及焊接性能,提出了其在生产应用中需要注意的一些问题,为12MnNiVR钢板在容积10万m^3及以上的大型储罐的应用提出一些建议,以期在实际运用中取得良好的效果。

关键词：大型原油储罐高强钢板 12MnNiVR 焊接性能

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高强钢板拉伸断口分层缺陷成因探讨

宽厚板 2013年第1期19卷 5-10页

作者：杨云清雷辉高擎李玉路杜江袁源华菱集团湘潭钢铁有限公司

对高强钢板常见拉伸断口分层缺陷的成因进行探讨,利用金相及扫描电镜观察拉伸试样断口组织、裂纹和钢中夹杂物,采用X射线衍射法测量分层试样的位错密度。研究发现钢板基体较高的位错密度是导致试样断裂过程中产生分层的主要原因,而夹杂... 详细信息

对高强钢板常见拉伸断口分层缺陷的成因进行探讨,利用金相及扫描电镜观察拉伸试样断口组织、裂纹和钢中夹杂物,采用X射线衍射法测量分层试样的位错密度。研究发现钢板基体较高的位错密度是导致试样断裂过程中产生分层的主要原因,而夹杂物、晶界等缺陷是裂纹的起裂点,研究还发现分层与偏析、微观组织类型等无明显相关性。通过降低高强钢板的屈强比,可以显著改善分层缺陷。

关键词：高强钢板拉伸断口分层位错密度

多工位级进冲压工艺分析及成形全工序数值模拟

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多工位级进冲压工艺分析及成形全工序数值模拟

作者：魏光明华南理工大学

学位级别：硕士

我国汽车工业的快速发展，为汽车零部件提供很大的市场需求空间，其中95%以上都需要模具来制造。目前国内汽车冲压模具的制造技术水平还相对落后，无法很好地去应对这个市场。而采用标志着冲模技术先进水平的多工位级进模可使生产效率... 详细信息

我国汽车工业的快速发展，为汽车零部件提供很大的市场需求空间，其中95%以上都需要模具来制造。目前国内汽车冲压模具的制造技术水平还相对落后，无法很好地去应对这个市场。而采用标志着冲模技术先进水平的多工位级进模可使生产效率提高数倍甚至数十倍。采用高强度钢时汽车零部件的厚度可减薄，是实现汽车轻量化的重要途径。采用有限元数值模拟进行虚拟试模，可以减少物理试模，缩短模具开发周期。本论文的研究课题来源于广东省高等学校高层次人才项目（项目编号：x2jqN9101140）“高强度钢板汽车结构件多工位级进模精确设计技术研究”、广东省部产学研项目（项目编号：2010B090400094）“高强度钢板件多工位级进模虚拟制造技术及产业应用”。本文针对成形难度较大的某汽车高强度钢板安装座零件，借助于有限元数值模拟手段，研究其级进冲压工艺，完成级进冲压成形中所涉及的正拉深、反拉深、弯曲、整形等的全工序数值模拟，预测冲压过程中出现的拉裂、起皱等各种缺陷，获得有利于级进冲压的工艺参数，并通过试验研究验证了数值模拟的有效性及合理性。最后将研究结果应用于生产，冲制出合格的安装座零件。本文研究内容和结论如下：（1）采用一步逆成形分析法对该零件成形性进行了详细分析，并与Dynaform中毛坯尺寸工程模块相结合对单件毛坯形状进行了反求，根据关键成形工位模拟结果对毛坯形状进行优化修正可以使最后冲制出的零件达到较高的尺寸精度。（2）零件的加强筋部位由于变形程度较大，采用正、反两次拉深。正拉深起预成形储料作用，可以有效减少拉薄现象，提高成形质量。反拉深后进行切边，之间设空工位避免干涉。对于制件不同平面上的冲孔和弯曲，通过改变制件与载体的夹角来实现，据此安排了两次弯曲与冲孔。（3）通过工艺分析，设计了13工位的排样方案，并对单排、单侧载体和双排、中间载体两种排样方式进行对比分析，得出采用双排、中间载体方式可以提高零件生产效率和材料利用率，有利于进行大批量生产。（4）在UG中建模，利用HyperMesh进行有限元网格划分可以消除导入Dynaform中的条料局部失真现象。采用多工位多工序方法，对多工位级进冲压成形过程进行全工序数值模拟。特别对成形关键所在的第三、四工位的正、反拉深进行了详细分析，通过对凸包形状进行修正及毛坯优化后重新建模获得了理想的模拟结果。解决了多工位多工序级进冲压数值模拟中的工序间历史信息传递、有限元建模问题和模具干涉等关键技术问题。（5）对该零件进行了级进冲压试验，通过对成形后的工序条料中的正、反拉深工位的板料厚度进行测量，并与相应的数值模拟得到的板料厚度进行对比分析，得出模拟与试验结果比较一致，最大相对误差为8.4%，验证了采用多工位多工序数值模拟方法的有效性以及合理性。

关键词：冲压多工位级进模汽车结构件高强钢板全工序数值模拟