熱成形過(guò)程熱力耦合CAE分析及模具工藝優(yōu)化研究.pdf

1、熱成形工藝是冷沖壓與熱處理相結(jié)合的新型沖壓工藝，模具既承受機(jī)械設(shè)備施加的保壓壓力，又受到高溫板料的加熱及冷卻水的冷卻，造成模具溫度與應(yīng)力的相互關(guān)系及變化規(guī)律錯(cuò)綜復(fù)雜。倘若模具冷卻工藝不佳，極易造成模具機(jī)械性能下降，甚至熱疲勞破壞。淬火工藝參數(shù)對(duì)模具冷卻性能影響最為直接，研究模具冷卻性能對(duì)淬火工藝參數(shù)的敏感性，能為淬火工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　本文針對(duì)熱成形模具溫度與應(yīng)力相互關(guān)系及變化規(guī)律的復(fù)雜性，應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)超高

2、強(qiáng)鋼板熱成形過(guò)程進(jìn)行熱力耦合數(shù)值模擬，分析發(fā)現(xiàn):凹凸模圓角與板料接觸最早且接觸時(shí)間最長(zhǎng)，模具圓角處產(chǎn)生熱應(yīng)力集中;模具溫度在淬火初期達(dá)到最大值，隨著淬火的進(jìn)行，模具溫度冷卻速度逐漸減小;模具熱應(yīng)力在2.5s內(nèi)改變325Mpa，熱應(yīng)力較高的變化頻率及過(guò)大的變化幅值，極易造成模具熱疲勞;模具溫度及熱應(yīng)力曲線(xiàn)對(duì)比表明，溫差是產(chǎn)生熱應(yīng)力的原因，模具熱應(yīng)力隨著溫度波動(dòng)變化;無(wú)熱傳遞條件下進(jìn)行模具機(jī)械應(yīng)力分析，測(cè)量得到模具應(yīng)力、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力比例

3、為:11.25∶10.31∶1，由此可知:模具應(yīng)力中熱應(yīng)力比重較大。
　　為了研究淬火工藝參數(shù)對(duì)模具冷卻性能的影響，借助MPCCI耦合ABAQUS和FLUENT軟件，對(duì)熱成形淬火階段進(jìn)行熱流固耦合數(shù)值模擬，分析模具冷卻性能對(duì)淬火工藝參數(shù)的敏感性。結(jié)果表明，增加保壓壓力雖然造成模具高溫滯留時(shí)間延長(zhǎng)，但能提高模具的冷卻速度;低溫、高速冷卻水對(duì)模具淬火過(guò)程最高溫影響小，但可有效減少模具高溫滯留時(shí)間，提高模具冷卻速度，降低模具淬火后溫度;