超高强度钢板热冲压成形基础研究

发布时间：2017-03-29 17:00

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【摘要】：使用超高强度钢板是实现汽车轻量化的重要途径。但随着强度性能的提高,超高强度钢板的成形性能大大降低,成形过程中极易产生破裂等现象,因此需要采用热冲压工艺来实现超高强度钢板的成形。热冲压成形工艺主要是利用金属在高温状态下,其塑性和延展性迅速增加,屈服强度迅速下降的特点,通过模具使零部件成形的工艺。与板料冷冲压相比,板料的热冲压成形具有塑性好、成形极限高、易于成形等优点。近年来,对超高强度钢板热冲压成形工艺的研究国外给与了很大重视,但国内对其研究很少。因此,研究超高强度钢板热冲压成形工艺具有重要意义。 Arcelor公司的USIBOR1500是一种典型的超高强度硼钢板,可以通过热冲压成形工艺进一步提高其性能。本文主要针对USIBOR1500钢板的力学性能进行了研究,首先测量了其常温下的力学性能,然后对在不同温度、不同变形速率下的试样进行拉伸试验,对试验结果采用最小二乘法进行多元线性回归,建立了高温状态下的变形抗力数学模型,为超高强度钢板的热成形提供了科学依据;其次,本文还对高温状态下的板料进行了气体淬火试验,得到了淬火冷却的速度范围,并在此基础上进行了固体淬火试验及有限元模拟,得出了使用固体淬火完全能够满足淬火速度要求的结论,简化了模具的冷却方案。
【关键词】：高温成形 超高强度钢 数学模型 有限元模拟
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG386
【目录】：

• 第1章 绪论10-17
• 1.1 引言10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题研究的背景和意义13-15
• 1.3.1 板料热冲压成形的基本概念13-14
• 1.3.2 研究板料热冲压工艺的意义14-15
• 1.4 数值模拟技术在板料成形中的应用15-16
• 1.5 本文研究的主要内容16-17
• 第2章 冲压成形理论及数值模拟理论17-34
• 2.1 金属薄板冲压成形原理17-20
• 2.2 金属塑性成形分析方法20-23
• 2.3 刚粘塑性有限元法23-26
• 2.4 塑性成形过程中传热问题的基本理论26-34
• 2.4.1 瞬态传热问题的基本方程26-27
• 2.4.2 初始条件和边界条件27-29
• 2.4.3 变形与热分析的耦合29-34
• 第3章 USIBOR 1500高强度钢板材料性能试验研究34-55
• 3.1 试验材料介绍34-36
• 3.1.1 含碳量对钢的性能的影响34-35
• 3.1.2 合金元素对钢的淬透性的影响35-36
• 3.2 常温下材料性能试验36-46
• 3.2.1 常温下轧制材料性能测定36-44
• 3.2.2 USIBOR 1500材料淬火后的性能测定44-46
• 3.3 材料的高温塑性研究46-55
• 3.3.1 材料的高温拉伸性能研究46-51
• 3.3.2 材料高温变形抗力数学建模51-55
• 第4章 材料淬火工艺研究及有限元仿真55-73
• 4.1 材料的金相试验55-57
• 4.2 材料的淬火工艺研究57-67
• 4.2.1 材料的水淬工艺研究58-60
• 4.2.2 材料的氮气淬火工艺研究60-66
• 4.2.3 材料的固体淬火工艺研究66-67
• 4.3 材料固体淬火的有限元仿真67-73
• 4.3.1 有限元模型的建立67-69
• 4.3.2 热力耦合分析处理及模拟参数69-70
• 4.3.3 有限元计算及其结果分析70-73
• 第5章 结论73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果78

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 江海涛;唐荻;米振莉;;汽车用先进高强度钢的开发及应用进展[J];钢铁研究学报;2007年08期

2 唐志勇;江海涛;唐荻;赵才;;27MnCrB5钢的奥氏体连续冷却转变研究[J];热加工工艺;2007年20期

3 刘春达;苏竹;胡光军;;国产超高强度钢板高温拉伸性能浅析[J];热加工工艺;2012年07期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 阳德森;基于可控拉深筋技术的高强度钢板拉深性能优化及回弹分析[D];重庆大学;2010年

2 张磊;高强度钢板热冲压过程的模具温度控制与数值模拟技术研究[D];山东大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 相楠;B1500HS硼钢板淬后性能及高温流动行为研究[D];山东大学;2011年

2 王丽敏;高强度硼钢板热冲压成形过程及数值模拟研究[D];南昌大学;2011年

3 李枫;深冲铝合金板热成形性能研究[D];南京航空航天大学;2010年

4 李林涛;汽车保险杠热成形模具及其预埋式冷却系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 曹园园;6181/6016H18高强铝合金同步冷却热成形工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年

6 王建伟;典型汽车覆盖件类零件板料选材模型数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 王洪光;热成形模具混排式冷却系统冷却效果研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

8 周全;汽车超高强度硼钢板热成形工艺研究[D];同济大学;2007年

9 王新庆;厚壁大尺寸半球形封头热成形数值模拟与参数优化[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 孟佳;热冲压成形工艺参数及冷却系统的研究[D];吉林大学;2012年

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本文编号：274938