基于梯度性能分布的高強(qiáng)鋼板件設(shè)計(jì)與制造.pdf

1、節(jié)能、安全、環(huán)保已是目前汽車(chē)工業(yè)面臨的難題，同時(shí)也是其未來(lái)的發(fā)展方向。應(yīng)用高強(qiáng)鋼的車(chē)身結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化是解決以上問(wèn)題的有效措施之一。但是由于高強(qiáng)鋼的高強(qiáng)度而帶來(lái)的低吸能性，使得其不能應(yīng)用到汽車(chē)關(guān)鍵的碰撞結(jié)構(gòu)件當(dāng)中。目前白車(chē)身上關(guān)鍵的碰撞結(jié)構(gòu)件多是由激光拼焊板組成的，這種結(jié)構(gòu)件由不同厚度、不同鍍層甚至是不同材料的鋼板焊接在一起后沖壓成形而制得。但是由于加工工藝限制，激光拼焊板也存在諸如焊縫處材料厚度和強(qiáng)度發(fā)生突變?nèi)菀桩a(chǎn)生應(yīng)力集中;材料性

2、能梯度變化單一等缺點(diǎn)，不能滿足碰撞中多種強(qiáng)度分布的要求等缺點(diǎn)。因此，本文旨在通過(guò)研究高強(qiáng)鋼差強(qiáng)熱沖壓工藝實(shí)現(xiàn)熱沖壓工件梯度性能的連續(xù)變化，以提高汽車(chē)的碰撞安全性。
　　本文首先研究了熱沖壓工藝參數(shù)對(duì)材料組織和性能的影響規(guī)律，并利用改變加熱溫度的方法實(shí)現(xiàn)了不同強(qiáng)度熱沖壓工件的制備。其次對(duì)差強(qiáng)零件熱沖壓工藝方法進(jìn)行了研究，根據(jù)可實(shí)現(xiàn)的方法設(shè)計(jì)了4種工藝手段，通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下，部分奧氏體化是較為有效的實(shí)現(xiàn)梯度性能分布的工藝

3、方法，熱沖壓工件的成形精度良好、性能梯度變化明顯。
　　在此基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了單一強(qiáng)度材料以及梯度性能與碰撞性能之間的關(guān)系。碰撞性能實(shí)驗(yàn)在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上完成一種類似于動(dòng)態(tài)三點(diǎn)彎曲的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著材料抗拉強(qiáng)度的增加，工件的吸能量也逐漸增加，而彎曲后的回彈角度也逐漸增加。模擬模型參照修改后的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)建立。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果在規(guī)律上基本相似，但是存在定量的差異。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果可以獲