復(fù)合應(yīng)變路徑下DP780動(dòng)態(tài)塑性變形行為研究.pdf

1、近年來，隨著車輛制造業(yè)的迅速發(fā)展和全球環(huán)境壓力的增加，“車身輕量化”正在成為車輛制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在汽車制造領(lǐng)域，高強(qiáng)鋼板的運(yùn)用已成為實(shí)現(xiàn)汽車車身輕量化和保證車身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要途徑之一。但由于高強(qiáng)鋼板材在傳統(tǒng)的冷沖壓成形工藝下很難成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工件，而且易出現(xiàn)大回彈、易破裂和形狀畸變嚴(yán)重等成形問題。而基于高應(yīng)變率局部增塑效應(yīng)的電磁輔助沖壓成形技術(shù)（EMAS）為高強(qiáng)鋼板材復(fù)雜形構(gòu)件的室溫成形提供了一條有效途徑，亟需開展相關(guān)基礎(chǔ)研究工作

2、。為此本文基于霍普金森拉桿技術(shù)在1000s-1-4000s-1的電磁成形典型應(yīng)變率范圍內(nèi)對(duì)DP780板材塑性變形行為進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步了解DP780的動(dòng)態(tài)塑性流變規(guī)律及促進(jìn)EMAS的工程化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　基于EMAS中板坯的準(zhǔn)靜態(tài)變形-動(dòng)態(tài)變形順序加載的特點(diǎn)，通過霍普金森拉桿動(dòng)態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)，獲得了帶有預(yù)變形的DP780試樣在幾種應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，分別分析了應(yīng)變率和預(yù)應(yīng)變對(duì)DP780力學(xué)性能的影響。隨后分別建立了修正

3、的 Johnson-Cook經(jīng)驗(yàn)本構(gòu)模型和修正的以物理為基礎(chǔ)的Zerilli-Armstrong本構(gòu)模型，分析了預(yù)應(yīng)變對(duì)材料本構(gòu)模型的影響。研究結(jié)果表明，上述應(yīng)變率條件下，DP780有一定的應(yīng)變率敏感性，應(yīng)變率從1150s-1上升到1900s-1時(shí)試樣的屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度都有明顯的增加，但從1900s-1升到2800s-1和4200s-1時(shí)屈服強(qiáng)度和極限拉伸強(qiáng)度都變化不明顯，甚至極限拉伸強(qiáng)度略有下降，這是絕熱溫升引起的熱軟化效應(yīng)產(chǎn)生

4、的影響；準(zhǔn)靜態(tài)預(yù)應(yīng)變會(huì)增加試樣隨后的動(dòng)態(tài)拉伸流變應(yīng)力；對(duì)于建立的DP780的兩個(gè)本構(gòu)模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明修正的Johnson-Cook模型和修正的Zerilli-Armstrong模型都能夠較好的描述其動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系，10％預(yù)應(yīng)變下DP780的應(yīng)變硬化參數(shù)相對(duì)5%預(yù)應(yīng)變條件下的更高，應(yīng)變率硬化參數(shù)相對(duì)較低。
　　采用理論分析、顯微硬度及SEM、TEM等微觀分析相結(jié)合的方法分別對(duì)DP780的斷裂方式和板坯的動(dòng)態(tài)塑性流變機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)

5、果表明，應(yīng)變率1900s-1以上時(shí)斷口附近硬度值不再有明顯的升高，這是熱軟化效應(yīng)的結(jié)果；DP780試樣各變形條件下的斷裂形式均為韌性斷裂；隨著應(yīng)變率的增加，晶體內(nèi)部的位錯(cuò)密度增加，位錯(cuò)的纏結(jié)也更加明顯，應(yīng)變率為1900s-1時(shí)在斷口附近晶體內(nèi)有孿晶產(chǎn)生，說明在所研究的應(yīng)變條件下DP780的變形以位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)為主，當(dāng)應(yīng)變率增加到一定值時(shí)DP780的塑性變形機(jī)制為位錯(cuò)機(jī)制和孿生機(jī)制。準(zhǔn)靜態(tài)條件下材料的塑性變形以單系位錯(cuò)滑移為主，而動(dòng)態(tài)條件下塑性