超高強度鋼板熱成形模具冷卻系統(tǒng)設計及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著全球環(huán)境的日益惡化和人們對汽車安全性的關注越來越高,汽車行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)也越來越嚴重,減輕車身重量,同時提高車身結構強度已經成為整個汽車行業(yè)研究的重點和難點。熱成形技術的出現(xiàn),完美的解決了這一難題。熱成形技術的原理是將高強度鋼板加熱一段時間,使高強度鋼板完全奧氏體化后,轉移至熱成形模具內快速成形冷卻,使奧氏體轉化為馬氏體,得到強度高達1500MPa的超高強度制件,它的尺寸精度高,而且?guī)缀鯖]有回彈。當前對熱成形模具冷卻系統(tǒng)的研究已經成為

2、了核心內容,因為在熱成形過程中,模具必須具有優(yōu)異的冷卻能力,保證板材從奧氏體到成馬氏體的轉變及組織分布的均勻性,以保證零件獲得良好的機械性能和尺寸精度。
　　本文的主要研究對象是模具冷卻系統(tǒng),而模具的冷卻系統(tǒng)是由水道端頭和冷卻通道這兩部分組成的。首先利用Abaqus軟件,研究了模具冷卻系統(tǒng)水道端頭及入水口結構參數(shù)對水流速度的影響,得出了冷卻系統(tǒng)水道端頭內的總水量過大或者過小都會降低冷卻通道內水流速度大小。通過數(shù)值模擬結果,優(yōu)化了水

3、道端頭的結構,保證了各冷卻通道內的水流速度的大小和均勻性。
　　然后利用Abaqus軟件,研究了熱成形整體過程中板料和模具溫度場的變化情況,總結出板料和模具的溫度場在整個熱成形過程中的變化規(guī)律。在整個數(shù)值模擬過程中,既有板料成形的熱-力耦合過程,又有保壓通水冷卻的流-固耦合過程,本文通過修改源文件網格的方法,實現(xiàn)了溫度場的統(tǒng)一,使數(shù)值模擬更加接近實際生產過程。為后續(xù)過程中設計模具冷卻通道的結構參數(shù)提供了有限元分析方法。