高强钢板热冲压成形极限线数值模拟和试验研究

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107

作者：

陈航

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摘要：

高强钢板热冲压工艺中,板料在成形过程中温度较高且不断变化,其成形过程是一个温度场,变形场和组织场相互作用,相互影响的过程.高强钢成形过程中内部变化的复杂性给板料成形性能的研究,尤其是对板料失稳的预测带来极大困难.成形极限线能够准确判断成形过程中板料的成形极限,指导冲压模具和冲压工艺的设计,对冲压工艺的优化发展有重要作用.采用数值模拟和试验相结合的方法建立BR1500HS高强钢热冲压成形极限线. 基于ANSYS建模并修改K文件,采用LS_DYNA求解器进行数值模拟计算.对板料进行等温胀形,变温胀形和考虑相变影响的热胀形数值模拟,分析了板料破裂时刻的温度,应力应变和组织分布.建立以上三种胀形类型的不同温度的高强钢热冲压成形极限线并进行比较. 设计试验模具和温度控制系统,开发了控制界面,以改装点焊机为加热装置搭建了热冲压胀形试验平台.可进行不同加热温度,不同保温时间和不同胀形初始温度的热胀形试验. 设计试验试件,对不同初始温度试件进行了热胀形试验,分析了板料和模具温度场.建立高强钢热冲压成形极限线,并将试验结果和数值模拟结果的进行对比分析.板料初始温度为700℃时,胀形结束后个别试件出现马氏体组织.温度对成形极限线影响很大,随着板料初始温度的升高成形极限线右移,板料成形性能明显增强.试验建立的成形极限线与数值模拟结果误差在5%以内,达到相互验证的效果,证明所建立的成形极限线的准确性.

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关键词：

高强钢板 热冲压工艺 成形极限线 数值模拟 组织转变

学位级别：

硕士

学位年度：

2013

DOI：

10.7666/d.D417450

被引量：

7