熱沖壓成形過程中的傳熱現(xiàn)象研究.pdf

1、高強(qiáng)鋼熱沖壓成形工藝作為實(shí)現(xiàn)車身輕量化的一種重要的途徑,受到研究人員和企業(yè)界的廣泛重視。盡管近年來部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件已實(shí)現(xiàn)熱沖壓成形的量產(chǎn)化,但尚有很多問題有待進(jìn)一步研究。本文針對(duì)熱沖壓成形中的模內(nèi)傳熱現(xiàn)象,以寶鋼生產(chǎn)的型號(hào)為 B1500HS的冷軋無鍍層硼鋼為研究對(duì)象,分別從理論模型、實(shí)驗(yàn)測(cè)量、數(shù)值模擬三個(gè)方面開展研究。
　　本文嘗試建立了熱沖壓過程中的傳熱理論模型。高溫板料與模具間的接觸傳熱是引起板料溫度變化的主要原因,針對(duì)模具與板

2、料間的換熱系數(shù)變化規(guī)律,本文提出了一個(gè)基于界面粗糙度的傳熱模型。該模型建立了換熱系數(shù)與接觸面粗糙度、硬度、材料導(dǎo)熱系數(shù)、界面壓力等參數(shù)之間的關(guān)系。與以往的模型相比,本文建立的模型各個(gè)參數(shù)較易測(cè)得,因此便于實(shí)際工程應(yīng)用。此外對(duì)高溫板料在傳遞過程中的導(dǎo)熱現(xiàn)象也進(jìn)行了研究。
　　熱沖壓成形過程中,高溫板料在模具內(nèi)的溫度變化非常迅速,傳統(tǒng)熱電偶的測(cè)溫方法很難及時(shí)測(cè)得板料的溫度變化。本文設(shè)計(jì)了兩種新的測(cè)量高溫板料在模內(nèi)溫度變化的方法。一種方

3、法是將熱電偶固定在板料上,全程采集包括加熱在內(nèi)的各階段的板料溫度變化。另一種方法利用熱像儀響應(yīng)速度快的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套帶有觀測(cè)孔的專用平板模具,采用非接觸式測(cè)溫方法測(cè)得了不同壓力下的板料溫度變化曲線。測(cè)得溫度后,通過反演方法獲得了換熱系數(shù)與壓力之間的關(guān)系,結(jié)果表明理論與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。
　　基于LS_DYNA有限元軟件,開展了熱沖壓傳熱現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究。將上述理論模型與實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得的換熱系數(shù)規(guī)律,通過二次開發(fā)在LS_DYNA中建