高強度鋼板熱沖壓成形模擬方法研究.pdf

1、隨著超高強度板在汽車制造中的應用，在高溫下成形板料并迅速冷卻來得到高強度沖壓件（如汽車底盤梁類零件，保險杠，車頂圍欄，橫桿，縱梁等）的成形方法得到了廣泛的研究。由于超高強度鋼板材的熱沖壓工藝涉及到材料內部微觀組織的演化過程、熱力學現(xiàn)象、表層氧化等現(xiàn)象，因此其研究非常復雜和具有挑戰(zhàn)性。同時，熱沖壓件生產(chǎn)成本高，對企業(yè)工藝技術、設備要求很高；且熱沖壓的工藝設計復雜，模具冷卻設計中的冷卻管道的布置復雜且不可調試，容易造成工藝方案的失敗從而導致

2、企業(yè)的人力財力浪費。為了縮短設計周期，減少在設計中的成本浪費，熱沖壓技術中計算機輔助成形手段就顯得尤為重要。有限元仿真技術在生產(chǎn)工藝方案中的運用，可以評價初步設計的工藝方案并優(yōu)化工藝方案設計，從而大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
　　本文結合JohnsonCook本構方程研究了22MnB5超高強度鋼的熱力學性能。通過結合有限元法和優(yōu)化算法的逆分析方法來確定了JohnsonCook本構方程中的參數(shù)。通過優(yōu)化前后的計算壓縮力和真實實驗測得壓縮力的

3、對比，優(yōu)化后的參數(shù)比優(yōu)化前的參數(shù)更能準確地描述高溫條件下材料的變形行為。結合有限元和優(yōu)化算法的逆分析方法能為后續(xù)的沖壓工藝仿真和冷卻工藝仿真提供有效的材料模型，提高有限元仿真精度，是一切實可行和實用的方法。
　　本文同時討論了板料熱成形的力—熱—相變耦合的過程的力學現(xiàn)象、本構應變模型及通過混合定律描述材料冷卻時多相混合情況的屈服應力模型。在此基礎上，以U型等截面件為研究對象，運用熱-力-相變耦合有限元方法（FEM）對22MnB5鋼