基于正交试验的高强钢板热冲压成形影响因素研究

高强钢板热冲压成形工艺参数是影响成形零件质量的关键因素.建立了U形件的热冲压有限元模型,采用热力耦合数值模拟得到了热冲压过程中板料的温度、厚度及应力的分布规律.并在此基础上,利用正交试验,研究了热冲压过程中板料初始温度、模具初始温度、冲压速度、压边力4个工艺参数对U形件成形后的最低温度和最大应力的影响程度.结果表明,板料初始温度的影响最大,随着板料初始温度的下降,U形件成形后的最低温度下降,最大应力值大幅度上升;模具初始温度的变化对U形件成形后的最低温度和最大应力值的变化影响最小;冲压速度的影响较大,随着冲压速度的减小,U形件成形后的最低温度下降,最大应力值上升;压边力的变化不影响板料与模具之间的传热,随着压边力的减小,U形件成形后的最低温度和最大应力值相应减小且变化范围较小.     

热冲压工艺对6061铝合金U型件成形质量的影响

利用有限元分析软件MSC.Marc,研究板料初始温度、压边力、保压时间等工艺参数对制件厚度、回弹的影响规律,并通过6061铝合金板材热冲压实验验证仿真分析的可靠性。结果表明:板料热冲压初始温度在465~565℃范围内变化时对该制件厚度分布和回弹量的影响不大;压边力对制件成形质量影响明显,本工况下选用3 k N较为合适;兼顾制件保压结束时刻的温度以及最终的回弹量,保压时间选择5 s左右比较合适。进一步开展成形制件热处理后的力学性能测试分析,并与常规固溶淬火-时效热处理后的6061-T6铝合金进行比较,发现热冲压制件的力学性能并未弱化,且同一热冲压制件不同位置硬度差异在10%以内。     

不具冷却系统下高强钢BR1500HS的热冲压成形质量(英文)

研究工艺参数包括成形温度、模具温度和压边力对热冲压成形质量的影响。针对方盒形件热冲成形进行实验研究。由于热冲压成形质量对压边力具有很高的敏感性,采用液压缸设计压边力精确控制系统,采用该系统可使所施加压边力精度达到±10N。实验结果表明,当成形温度为850°C左右,热冲压件内部微观组织为马氏体和贝氏体混合相,而当成形温度为550°C时,其微观组织主要为珠光体组织。当模具温度从200°C降低至环境温度时,热冲压件的抗拉强度从1550MPa增加至1750MPa。通过实验确定了最优压边力1.62MPa可避免热冲压件起皱和破裂。     

汽车不锈钢盖板冲压仿真试验及分析

板材冲压工艺中最常见的缺陷即为起皱、拉裂问题,以某种结构较为复杂的汽车不锈钢盖板作为研究对象,基于DEFORM有限元平台及正交试验手段,对冲压成形过程进行数值分析,以零件最小厚度、最大厚度、损伤值、起皱作为评判目标,研究了压边力、摩擦因数、凸凹模间隙及冲压速度等不同因素水平对零件成形质量的影响规律,并通过极差分析优化了冲压工艺参数。研究结果表明:凸凹模间隙及压边力对零件成形质量的影响较大,摩擦因数的影响最小;采用最优工艺参数组合后,零件的最小厚度提高了53%,零件损伤值较小,达到了降低零件开裂风险的目的。最后,参考最优工艺参数组合进行试模生产,获得了符合要求的零件,侧面验证了模拟结果的可靠性。     

汽车B柱高强度钢热冲压工艺

采用数值模拟与试验相结合的方法,研究了汽车B柱22Mn B5高强度钢热冲压成形工艺。根据对B柱零件结构的分析,设计模具型面,并合理添加压料板。建立B柱热冲压有限元模型,设置板料加热温度、模具温度、压料板的压力、冲压速度、淬火保压压力等工艺参数,确定工艺参数方案。对B柱热冲压进行全过程数值模拟,得到了热冲压件的厚度、微观组织、硬度等性能分布情况,并与试验结果进行对比。热冲压件性能检测结果表明:零件的厚度分布较均匀,最大减薄率小于25%,平均硬度达到470 HV以上,平均抗拉强度达到1400 MPa以上,显微组织为均匀板条状马氏体。成形后的B柱各项性能均满足热冲压技术规范要求,表明了该B柱热冲压成形工艺的可靠性。     

汽车前立柱加强件热冲压成形的温度场模拟分析

利用Dynaform软件对汽车前立柱加强件的热拉延成形过程进行了模拟分析,得出工艺参数(冲压速度、压边力、模具温度)对板料温度的影响,并分析了板料温度分布规律。结果表明:冲压速度和模具温度对板料温度影响较大,压边力对板料温度的影响较小;在冲压速度80 mm/s,压边力70 MPa,模具温度50℃时零件成形效果较好;板料温度分布不均匀,压边区域温度最低,表面和侧壁温度最高。试验获得了合格制件,验证了模拟结果的可靠性。     

温度和压边力对高强度硼钢热冲压成形板厚的影响

针对高强度硼钢板热冲压成形过程中厚度分布不均匀的问题,对它的成形过程进行了数值模拟,结合实验研究了初始成形温度和压边力对热冲压件板料厚度的影响规律。结果表明:初始成形温度850℃、压边力70MPa时,材料成形性能较好。在该工艺条件下获得了合格制件,验证了模拟结果的可靠性。     

热冲压成形零件质量控制因素分析

热冲压成形技术是提高高强度钢板塑性成形能力,保证冲压零件尺寸精度以及提高冲压零件的强度级别的新型成形技术。本文在介绍超高强度钢板的热冲压成形工艺流程及应用的基础上,对直接影响热冲压零件成形质量的主要因素进行了识别和深入分析,讨论了模具材料、模具冷却设计及热冲压工艺参数如奥氏体化温度、保温时间、冷却速度和保压时间对热冲压零件质量的影响趋势,为车身制造中热冲压成形零件质量控制提供参考。     

BR1500HS板料热冲压成形工艺参数影响分析与试验研究

利用有限元数值模拟软件Dynaform分析了热冲压成形工艺中冲压速度、压边力、模具初始温度、摩擦因子等因素对BR1500HS板料加强件回弹、起皱、破裂等成形质量的影响规律。选取冲压速度50 mm/s、压边力25 kN、摩擦因子0.4进行了生产试验。试制产品成形良好,各部位的回弹量均在2 mm内;强度在1380～1620 MPa,硬度在410～490 HV,满足零件要求。     

冲压速率对高强钢热冲压马氏体相变的影响

高强钢热冲压技术是实现节能减排和提高整车碰撞性能的重要途径.热冲压过程中的马氏体相变在很大程度上决定了成形件的力学性能,而冲压速率是热冲压的关键工艺参数之一.本文建立了高强钢热冲压成形过程和保压淬火过程的有限元模型,通过研究不同冲压速率下成形件马氏体平均转化率和马氏体分布均匀性的变化,揭示冲压速率对高强钢热冲压成形件马氏体相变的规律.     

乘用车地板通道零件回弹及起皱特性分析

地板通道零件是乘用车车身骨架中形面复杂的代表性零件,零件冲压成形过程中极易产生回弹与起皱从而影响到零件质量。应用CAE分析软件-Autoform对地板通道零件的板料冲压成形过程中回弹与起皱特性进行分析,得到了最佳的冲压力、冲压速度、压边力及回弹补偿等参数,确定最优工艺参数为:冲压速度5000 mm·s-1,压边力1200 k N、模具拉延筋向外移动4 mm。采用最优工艺参数进行成形工艺试验,试验结果表明,成形零件回弹变形量可以控制在-0.626~0.937 mm之间,同时解决了零件起皱缺陷,获得了质量合格的地板通道零件。     

基于遗传算法的防撞钢梁热冲压成形工艺优化

针对汽车的侧向铝合金防撞钢梁,提出了一种热冲压成形的工艺优化策略。建立了热冲压系统的有限元模型,选择最小厚度、开裂距离和坯料到模具的最大距离为质量目标,通过多目标优化遗传算法对热冲压工艺压边力和冲压速度进行了优化。首先以拉丁超立方法对工艺参数进行抽样,对抽样样本进行仿真实验,以响应面法建立热冲压工艺与质量目标之间的非线性函数关系;接着引入多目标遗传算法NSGA-II,以响应面法获取的函数作为适应度函数,通过迭代运算得到热冲压工艺的Pareto最优解;最后以优化的工艺组合进行热冲压试验验证,结果表明建立的工艺优化方法有效。     

基于数值模拟的U形件热冲压工艺参数研究

保压结束后的温度分布对高强钢热冲压零件的组织性能至关重要。以U形件为例,建立热冲压有限元模型,通过基于数值模拟的正交实验讨论了热冲压工艺参数板料成形初始温度、冲压速度、保压时间、摩擦系数对保压结束后U形件最大温差的影响。结论指出:保压时间对保压结束后U形件最大温差的影响显著,延长保压时间可显著降低保压结束后U形件的最大温差;板料成形初始温度显著水平次之;冲压速度与摩擦系数影响较小。同时确定了优化工艺参数组合。在此基础上进行了U形件热冲压试验,模拟结果与试验结果基本吻合,U形件温度变化趋势基本一致,验证了数值模拟的正确性与可靠性。     

基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化北大核心CSCD

以6016铝合金散热壳体为研究对象,通过分析零件的成形工艺,确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟,以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计,研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数,并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD),得到最优的工艺参数组合为:压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^(-1)、模具间隙为1.05 mm,零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析,结果表明数值模拟分析结果具有可靠性,可为散热装置零件的成形提供一定指导。     

BR1500HS高强度钢板热冲压数值模拟及回弹分析

以BR1500HS高强度钢板为研究对象,基于Dynaform软件对某汽车左前立柱加强件(A柱)进行了热冲压模拟。通过优化坯料尺寸避免了零件拉裂、起皱缺陷,并确定了合理的压边力范围;基于正交试验分析了工艺参数对零件回弹的影响。结果表明,各因素对回弹量的影响程度由高到低依次为板料初始温度、压边力、凸凹模间隙;得到了最优参数组合,并进行了试验验证,模拟结果与试验结果吻合。     

汽车前地板单动拉延成形工艺分析与数值模拟

以某型号微型面包车的前地板拉延成形过程为例,对材料特性进行分析,并建立数学建模后,进行冲压模拟分析。选取冲压成形工艺参数中的压边力、凸凹模间隙和拉延筋高度3个因数进行正交试验分析,以坯料的局部最小厚度为优化目标值,以防止产生拉裂现象。冲压数值模拟分析表明,压边力最显著,拉延筋高度为其次,凸凹模间隙为最次。为保证前地板冲压成形的均匀性,最佳工艺参数为压边力950 k N、凸凹模间隙0.84 mm、拉延筋高度6 mm,并对前地板零件进行验证。验证结果表明,成形表面较为光顺,且无裂纹,虽在曲率变化较大的区域有少量褶皱外,但冲压质量完全符合前地板设计要求。     

高强钢热冲压成形变强度工艺研究

通过冷热分块模具实现了高强钢板热冲压成形变强度工艺,研究了模具温度和冷却速率等工艺参数对于零件力学性能和组织转变的影响规律。结果表明,模具为室温时,零件为完全的马氏体组织;当模具温度为500℃保压120s时,零件为完全的贝氏体组织,零件的强度随模具的温度升高而降低,伸长率则随模具温度升高而升高;通过使用冷热分块模具热冲压的变强度U-形件,维氏硬度由冷却区向加热区梯度逐渐减小,过渡区域长度约为68 mm。这些表明通过冷热分块模具实现变强度热冲压成形零件是可行的。     

钛合金曲面类零件的热冲压工艺

为了解决钛合金钣金件成形困难、易起皱、易破裂等问题,以异形曲面钛合金钣金件为研究对象,给出了热成形工艺方案。首先采用热冲压预制零件的主体部分,然后采用热校形工艺调整头部折弯边角度;进一步通过正交试验方法建立了正交试验组,采用极差分析法确定了各因素影响程度的主次关系,并得到了最优的工艺参数水平组合;最后,通过试验验证了工艺参数的有效性。研究结果表明：成形温度对钣金件成形质量的影响较大,温度过低,容易起皱,温度过高,软化严重,成形精度不高,TA15钛合金的最优成形温度为670℃;最优工艺参数组合下,钣金件厚度较均匀,最大偏差仅为0.1 mm,说明热冲压成形工艺可以满足钛合金曲面类零件的厚度要求。     

基于Dynaform及响应面法的封头零件冲压成形及优化

以压力容器上封头零件为例,通过对零件成形工艺进行分析,以板料最大减薄率为优化目标,基于正交试验,结合灰色关联理论分析和响应面中心复合设计方法,利用Dynaform软件研究了压边力X1、摩擦因数X2、冲压速度X3以及模具间隙X4对封头零件成形质量的影响,得到最优工艺参数为压边力154.8 kN,摩擦因素0.15,模具间隙...     

基于Kriging模型的超高强度钢板热冲压工艺参数优化

为了改善超高强度钢板冲压件的加工质量,以某方形槽热冲压件为对象,以板料淬火温度、模具初始温度、冲压速度和模具间隙为设计变量,以冲压件成形温降、回弹量和成形减薄率3个质量指标为响应量,构建了热冲压加工质量指标的Kriging模型。在此基础上,以构建的Kriging模型为目标函数,建立超高强度钢板热冲压工艺参数多目标优化模型。应用第二代非支配遗传算法进行寻优计算,获得了优化的热冲压工艺参数:B1500HS超高强度钢板零件热冲压的最佳淬火温度为898.3℃,模具的初始温度为67.1℃,冲压速度为39.64 mm·s-1,模具间隙为2.2 mm。工艺参数优化后的验算结果表明,工艺参数优化后,成形温度更加均匀,回弹量减少25.6%,最大减薄率下降23%。