熱成形微觀(guān)組織預(yù)測(cè)及S形梁模具分區(qū)冷卻熱成形技術(shù)研究.pdf

1、熱成形零部件由于其較高的強(qiáng)度和硬度被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，成為目前實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化發(fā)展的重要舉措。但是，經(jīng)熱成形加工后的零部件伸長(zhǎng)率降低，減少了碰撞過(guò)程中能量的吸收。因此，在熱成形技術(shù)的基礎(chǔ)之上，產(chǎn)生了一種新的技術(shù)，即強(qiáng)度復(fù)合熱成形技術(shù)。這種新的熱成形技術(shù)通過(guò)降低板料不同區(qū)域的冷卻速率來(lái)促使成形件局部區(qū)域產(chǎn)生較軟的組織，從而獲得具有強(qiáng)度復(fù)合特性的零部件。
　　在熱成形過(guò)程中，板料淬火時(shí)發(fā)生的相變決定了其最終力學(xué)性能。因此能夠正確預(yù)測(cè)相

2、變過(guò)程對(duì)制造具有復(fù)合強(qiáng)度的零部件是非常重要的。本文首先通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)了三種用來(lái)預(yù)測(cè)熱成形相變過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。其次，對(duì)S形梁模具分區(qū)冷卻熱成形工藝進(jìn)行有限元仿真，分析了模具溫度對(duì)冷卻速率及硬度分布的影響。最后，基于S形梁分區(qū)冷卻熱成形數(shù)值模擬，利用課題組自己設(shè)計(jì)的S形模具，進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究，并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。此外，S形梁成形時(shí)內(nèi)外圓角所受的應(yīng)力狀態(tài)不同，通過(guò)對(duì)成形件內(nèi)外圓角的硬度大小進(jìn)行分析，得到了應(yīng)力狀

3、態(tài)對(duì)硬度分布的影響。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)通過(guò)編程成功預(yù)測(cè)了A-O模型、Li模型和K-V模型在冷卻速率為1℃/s～100℃/s情況下的相變體積分?jǐn)?shù)與硬度值。通過(guò)與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)Li模型計(jì)算的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值最接近，K-V模型計(jì)算的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值偏差最大，A-O模型介于兩者之間。
　　(2)模具溫度越高，板料的冷卻速率和硬度值就越低。冷卻速率由模具溫度為20℃時(shí)的44.4℃/s下降至400℃/s時(shí)的16