薄壁管高氣壓熱成形技術(shù)與工藝研究.pdf

1、為滿足汽車(chē)工業(yè)對(duì)減輕車(chē)身重量、減少能耗和排放的需求，本課題提出薄壁管高氣壓熱成形技術(shù)，旨在制造車(chē)身用超高強(qiáng)度鋼薄壁空心管件。該技術(shù)采用高溫成形的方法，將超高強(qiáng)度鋼在成形模具內(nèi)加熱到奧氏體區(qū)(850～950℃)，利用高壓氣體脹形，然后再利用超高強(qiáng)度鋼淬火硬化效應(yīng)，對(duì)模具內(nèi)已成形的管件進(jìn)行淬火處理，以獲得強(qiáng)度在1200MPa以上的薄壁空心管件。本課題研制開(kāi)發(fā)了一套薄壁管高氣壓熱成形試驗(yàn)裝備，并利用典型碳素結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行了大量的工藝試驗(yàn)研究。在數(shù)

2、值模擬和工藝實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，探究了多種因素對(duì)薄壁管高氣壓熱成形過(guò)程的影響，為下一步超高強(qiáng)度鋼氣壓管成形試驗(yàn)和成形裝備的改造升級(jí)提供指導(dǎo)和依據(jù)。研究工作主要內(nèi)容和結(jié)論總結(jié)如下：
　　(1)薄壁管高氣壓熱成形試驗(yàn)裝備的研制開(kāi)發(fā)。本文對(duì)成形裝備的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)如模具水冷通道、管端密封結(jié)構(gòu)、高壓氣體供給裝置和加熱系統(tǒng)等展開(kāi)了研究，并采用STEP7和WinCC完成了整機(jī)基礎(chǔ)自動(dòng)化的控制和人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。
　　(2)薄壁管高氣壓熱成形數(shù)值

3、模擬。本文采用ANSYS建立了成形模具的彈塑性有限元模型，模擬結(jié)果表明，成形過(guò)程中模具應(yīng)力應(yīng)變最大的位置出現(xiàn)在型腔過(guò)渡圓角處;利用LS-DYNA建立了薄壁管成形過(guò)程的剛塑性有限元模型，分析了不同工藝參數(shù)對(duì)成形管坯壁厚分布及減薄率的影響規(guī)律，模擬結(jié)果表明，溫度越高，氣壓越大，管坯減薄率越大;增大進(jìn)氣速率和軸向力可以在一定程度上抑制壁厚過(guò)度減薄。
　　(3)薄壁管高氣壓熱成形實(shí)驗(yàn)研究。本文采用典型碳素結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行了大量的工藝試驗(yàn)，研究了