基于細(xì)觀損傷的熱沖壓零件力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增加，近年來(lái)，環(huán)保問(wèn)題及節(jié)能減排問(wèn)題日益突出，汽車輕量化設(shè)計(jì)問(wèn)題也逐漸被人們所重視，高強(qiáng)度鋼由于其高強(qiáng)度、高硬度的特點(diǎn)，對(duì)其熱成形工藝的研究逐漸成為了目前學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。高強(qiáng)度硼鋼22MnB5在熱成形后其脆性提高，韌性下降，因此，對(duì)于熱成形硼鋼的損傷及破裂研究也十分必要。作為車身中的抗撞及吸能部件，薄壁帽形結(jié)構(gòu)件是其中最常用的設(shè)計(jì)。
　　本文根據(jù)高強(qiáng)度熱成形的工藝流程，對(duì)硼鋼22MnB5進(jìn)行了淬火處理，通過(guò)單向

2、拉伸試驗(yàn)研究了不同溫度淬火后材料的力學(xué)性能。為了描述材料的變形及斷裂過(guò)程，本文采用GTN細(xì)觀損傷模型對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算，通過(guò)響應(yīng)曲面及遺傳算法相結(jié)合的有限元反算法得到了適用于不同淬火溫度的細(xì)觀損傷參數(shù)。由于GTN模型中定義的材料損傷參數(shù)為基體內(nèi)部的孔洞體積分?jǐn)?shù)，當(dāng)應(yīng)力三軸度較低時(shí)，GTN模型將無(wú)法與預(yù)測(cè)剪切里造成的材料軟化及破裂，因此，本文通過(guò)在GTN模型中孔洞長(zhǎng)大的表達(dá)式中加入剪切修正項(xiàng)的方法提高了GTN模型的預(yù)測(cè)精度。為了確定新加入

3、的剪切項(xiàng)中的參數(shù)，本文設(shè)計(jì)了不同的樣件形狀，以實(shí)現(xiàn)不同的出于較低范圍的應(yīng)力三軸度，通過(guò)試驗(yàn)與仿真對(duì)比的方法，優(yōu)化得到了適用于不同淬火溫度樣件的剪切修正參數(shù)，將該修正后的GTN模型用于仿真計(jì)算，發(fā)現(xiàn)對(duì)于變形過(guò)程中包含剪切力影響的樣件，其預(yù)測(cè)精度明顯高于GTN模型。
　　由于壓潰過(guò)程中的應(yīng)力三軸度整體偏低，甚至為負(fù)值，因此，使用剪切修正后的GTN模型對(duì)帽形零件進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)果顯示該修正模型能夠較好的預(yù)測(cè)帽形零件壓潰過(guò)程中的變形及破裂