高強度鋼板熱沖壓工藝研究及有限元分析.pdf

1、隨著國民物質(zhì)生活水平的提高，大家對汽車安全性的要求也越來越強烈，因此，高強度、超高強度鋼板在汽車車身上的應用也越來越廣泛。然而，由于高強度、超高強度鋼板在常溫下強度較高，變形抗力比較大，導致利用常規(guī)冷沖壓成形的方式很難成形，因此高強度、超高強度鋼板熱沖壓成形技術就應運而生。目前，高強度鋼板熱沖壓成形零件已經(jīng)廣泛應用于國內(nèi)外汽車車身的重要零件上。尤其在國外，幾乎所有汽車的重要結構零件都采用高強度鋼板熱沖壓成形技術制成；在國內(nèi)的一些知名汽車

2、的中高端車型中，重要結構安全件也都采用熱沖壓技術。利用高強度鋼板熱沖壓成形技術，不僅可以節(jié)省材料、減輕汽車的重量、減少尾氣排放，而且還可以改善汽車的彎曲剛性和扭曲剛性，提高零件強度從而提高整車的碰撞安全性能。熱沖壓成形技術是先將高強度鋼板加熱到奧氏體化狀態(tài)并保溫然后成形及冷卻的一種新的沖壓成形工藝，由于高溫可以使材料發(fā)生微觀組織轉(zhuǎn)變，使材料的變形抗力大大下降，易于材料成形。成形之后再由模具對其進行冷卻淬火，使之轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而強度得到

3、大大提高。
　　本論文以高強度鋼板B400VK為研究對象，采用實驗研究與塑性有限元分析相結合的研究方法，對高強度鋼板在熱沖壓成形過程中的流變應力及其變化規(guī)律、主要熱成形參數(shù)對其力學性能及溫度變化的影響規(guī)律進行研究。首先通過實驗分析得出材料在高溫下的變形抗力曲線；即當材料在完全奧氏體化后，通過一定時間的保溫，再冷卻到不同溫度，然后以不同的變形速率進行高溫單向拉伸試驗，從而得材料在不同處理方式下的真實應力-應變曲線。再將實驗得到的真實

4、應力-應變曲線導入有限元軟件的材料模型中，并結合熱沖壓成形的工藝流程，利用Dynaform軟件對某汽車A柱加強件的U型局部進行熱沖壓熱力耦合分析。得到了板料在成形過程中各時刻溫度和應力的分布與變化及其特點；總結了沖壓速度、板料成形溫度、模具初始溫度、壓邊力及保溫時間工藝參數(shù)等對熱沖壓成形后溫度及應力的影響。之后通過追蹤零件上的某些節(jié)點的溫度變化，得出了模具相應位置在不同時刻及溫度下的冷卻能力。最后，對U型件進行熱沖壓及冷沖壓實驗，并對熱