高强度钢板温成形回弹规律实验研究

高强度钢板冲压成形后的回弹问题是其应用中的主要问题之一.温成形技术可显著改善高强钢的成形性.以-U形件为研究对象,通过改变成形温度及压边力,对DP590双相高强度钢在温成形工艺下的回弹和由其引起的扭曲进行了研究.研究表明:随着温度和压边力的增加,制件的回弹逐渐减小,但温度的改变对于扭曲无较大影响,压边力的增大可改善扭曲现象.     

低合金高强度钢HC500LA成形性能研究

以宝钢生产的低合金高强度钢HC500LA为研究对象,对其成形特性进行了研究,通过单向拉伸实验,获得材料的基本力学性能,通过成形极限实验,研究了其在不同应变状态下的成形特性。结果表明,HC500LA材料的伸长率在20%左右,同时其成形极限的FLD0接近20%,具有良好的成形性能。通过U弯和V弯回弹实验,分析了该材料的回弹规律。V弯试验表明,材料的回弹量与弯曲角度、凸模圆角半径有关,且存在正、负回弹,可通过调整弯曲角度或弯曲模具圆角大小来合理控制零件回弹。U弯试验表明,材料的回弹量与施加的压边力有关,可通过调整压边力来减小零件的回弹。最终将该材料进行汽车座椅滑轨的试制,滑轨零件的成形效果较好。     

高强钢拉伸弯曲回弹试验与仿真研究

基于拉伸弯曲回弹试验平台,进行了两种高强度冷轧双相钢DP780和DP980拉伸弯曲回弹性能试验,得到了两种材料在不同压边力条件下的拉伸弯曲回弹数据,分析讨论了两种材料的成形及回弹性能;同时,利用有限元软件ABAQUS建立了拉伸弯曲试验的仿真模型,根据试验参数进行了对应的成形及回弹过程数值仿真,最后,将仿真回弹结果与试验结果进行了对比,并计算出仿真与试验回弹量偏差率。结果表明:随着压边力的增大,拉伸弯曲的回弹量不断减小;仿真与试验回弹量最大偏差率为11.2%,说明仿真结果与试验符合度较高。     

基于响应面法的DP600高强钢U型件冲压拉延回弹变形研究

拉延中的回弹影响零件的成形精度和后续的装配精度,是高强钢和超高强钢成形件的主要问题之一。本文建立了DP600高强钢U型件的有限元模型,得到了不同压边力、摩擦系数、模具圆角半径下的回弹结果。利用响应面法分析了不同因素对成形结果的影响。得出的结论是:在摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大先增大后减小;在摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小。压边力、摩擦系数及其交互作用均对回弹程度有显著影响。模具圆角半径对回弹影响不显著。     

基于Dynaform的DP600高强钢U形弯曲回弹影响因素研究

为探究工艺参数对DP600高强钢回弹的影响规律,在Dynaform有限元仿真软件中,采用考虑随动硬化的材料本构模型,探究压边力、成形间隙、摩擦系数、凸模形状、板料厚度5个因素对制件回弹的影响。结果显示:小间隙、大摩擦系数、大板料厚度均可减小制件回弹。U型件成形过程中以弯曲变形为主时,小压边力对回弹有利,以拉伸变形为主时,大压边力对回弹有利。凸模形状对回弹影响不大。可为回弹较大梁类件提供工艺优化或材料调整建议。     

基于变压边力的翼子板回弹控制研究

针对某车型翼子板冲压成形过程的回弹变形问题,介绍了汽车覆盖件回弹产生的机理及影响因素,在运用汽车板成形分析软件Auto Form模拟制件的回弹量并进行模具型面补偿的基础上,提出了基于变压边力的拉伸过程回弹控制方法,即在成形初期采用小压边力而在成形后期采用大压边力的拉伸工艺,使板料由弹塑性变形转变为纯塑性变形,增加钣金成形的稳定性与精度。试验结果表明,通过采取上述措施,翼子板回弹现象基本消除,制件尺寸合格率由88.2%提升至92.6%。可为汽车覆盖件冲压模具设计提供参考。     

双曲度覆盖件拉延回弹研究

研究了双曲扁壳覆盖件的成形机理及回弹特点，分析了双曲度拉延回弹机理。回弹与曲面部分的变形量有关，拉伸变形量增大，回弹量降低。同时，讨论分析了压边力、板材性能参数等因素对双曲度回弹的影响。     

DP980高强钢U形弯曲实验与数值模拟

为了评估DP980高强钢材料的成形与回弹特性,通过加载-卸载实验与单向拉伸-压缩循环加载实验,获得了考虑包申格效应的吉田-上森硬化模型参数,并对DP980高强钢的U形弯曲实验进行了研究。实验结果表明,DP980高强钢U形件在凹模圆角处易开裂,在成形过程中需减小压边力并增大凹模圆角。由于材料的回弹量与施加的压边力有关,可通过增大压边力来减小U形件的回弹,但压边力过大又可能导致开裂,因此,需合理选择压边力。同时,对U形件成形后的回弹进行仿真分析,仿真中分别采用等向硬化模型与吉田-上森硬化模型,通过将实验数据与模拟的回弹结果进行对比分析发现,采用吉田-上森硬化模型的仿真结果与实验结果吻合良好,证明了吉田-上森硬化模型模拟回弹的准确度较高,可以应用于回弹仿真中。     

双相钢回弹的有限元模拟及工艺优化

对DP800双相钢在板料成形中的回弹进行了有限元模拟。以回弹角最小为判断依据,通过对其主要工艺参数的正交优化设计,得出回弹量最小的优化工艺参数组合。结果表明,对回弹角起主要影响的试验因素为压边力。其优化工艺参数为冲头速度8.00 m/s、压边力100 kN、摩擦系数0.14。     

基于不同U形弯曲冲压工艺的高强度钢板回弹实验研究

基于自行设计制造的回弹实验模具,针对帽形件进行了大量的实验研究与分析,比较了HC420LA、HC420/780DP和QP980这3种不同性能的高强度钢板在不同U形弯曲成形的冲压工艺及不同成形状态下的回弹规律,为实际生产和设计提供理论指导。结果表明:任一冲压工艺下,HC420LA钢的回弹都远小于HC420/780DP钢与QP980钢;帽形件侧壁回弹在自由弯曲成形工艺下最小,法兰边回弹在中间预压料弯曲成形工艺下最小,而带压边力弯曲工艺下的回弹始终最大;随料厚的增加,3种高强度钢板的回弹不断减小,但料厚为1.4 mm的QP980钢进行中间预压料弯曲成形时,回弹呈反向增大的趋势;3种高强钢板的回弹随凸凹模间隙的增大而增大,180～280 kN压边力区间对HC420/780DP钢和QP980钢影响较小,而板料法兰边回弹随弯曲角度的增大而增大。     

A Comparative Study on Formability of the Third-Generation Automotive Medium-Mn Steel and 22MnB5 Steel

Third-generation advanced automotive medium-Mn steel, which can replace 22MnB5 steel, was newly developed to improve the lightweight and crashworthiness of automobile. Studies on the formability and simulation method of medium-Mn steel have just been initiated. In this study, finite element simulation models of square-cup deep drawing were established based on various material property experiments and validated by experiments. The effects of blank holder force (BHF), fillet radii of tools (die and punch) on the maximum drawing depth (MDD), thickness distribution of the formed products, and the microstructure before and after forming were investigated and compared with those on 22MnB5 steel. Results show that the MDD of the two steels decreased with increased BHF but increased with the fillet radius of punch; however, the fillet radius of die showed no significant effect on the MDD for both steels. Compared with hot-formed 22MnB5 steel, the martensitic transformation of the hot-formed medium-Mn steel is rarely influenced by the process parameters; thus, it holds the complete, fine-grained, and uniform martensitic microstructure. Moreover, the medium-Mn has better formability, lower initial blank temperature, and smaller impact of BHF and fillet radius of tools on the hot-formed product. Thus, a theoretical basis for the replacement of 22MnB5 steel by medium-Mn steel in hot forming process is provided.     

汽车侧门外板成形的工艺优化策略

针对汽车侧门外板在拉延生产中出现的厚度减薄过大、切边后回弹较大的缺陷,采取统计学及试验设计相关理论,结合有限元模拟技术,以产品最大变薄率和回弹量为优化目标。采用正交试验及其极差法筛选出重要的影响参数:对压边力和拉深筋高度,以中心复合设计法(CCD)建立优化目标和关键参数的二次回归模型;以线性加权和法构建双目标的综合评价响应曲面函数,得到了压边力和拉深筋高度的最优解。经数值模拟及生产实践验证,产品区域最大变薄率减小了13.61%,回弹量减少了1.83°,产品的强度和精度得到了提高。     

高强钢板冲压全工序回弹补偿研究

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中回弹计算精度不高,仍然依赖大量修模解决回弹问题。采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度,并利用位移回弹补偿原理对拉深型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后零件尺寸满足设计产品的精度要求。结果表明,该研究方法大大提高了高强钢冲压件的质量,实际生产应用效果良好。     

高强钢板冲压位移回弹补偿技术研究与应用

回弹是高强钢板零件冲压中的一大难题,当前工程应用中仍然依赖大量修模解决回弹问题。该文采用全工序仿真计算和回弹补偿方法,提高回弹计算的数值模拟精度;利用位移回弹补偿原理,对拉延型面和修边型面进行回弹补偿,使冲压回弹后的零件尺寸满足设计产品的精度要求。该研究提高了高强钢冲压件的质量,实际生产的应用效果良好。     

高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究

运用Dynaform软件建立高强钢板DP590的U形件有限元模型,进行了恒定压变力、恒定冲压速度条件下的回弹预测,并通过相同条件下的实验验证了回弹预测的准确性。为实现高强钢精密冲压件回弹的智能控制,进行了变冲压速度和变压边力条件下的U形件的拉深试验。其试验结果表明,采用变压力技术比变冲压速度技术更能有效地控制高强钢精密冲压件的回弹。     

Electromagnetic impulse calibration of high strength sheet metal structures

This study focused on using electromagnetically generated impulses to correct dimensional errors resulting from springback on two different geometric features. Modification or correction of a corner feature is considered first. A simple linear actuator is used to correct springback on a simply bent high strength aluminum alloy (AA 5754) and a high strength steel alloy (DP 600). It is shown to be possible to fully correct for springback using a net-shape die with both materials with higher electromagnetic discharge energies being required for the steel. The second geometric feature considered is a sidewall curl ‘defect’ that is the result of bending and unbending U-Channel drawing. A serpentine actuator and net-shape die were shown effective at correcting for this defect in both DP 600 and TRIP 700 high strength steels. A somewhat higher forming energy is required for effective shape correction in the higher strength TRIP 700 alloy. A detailed mechanistic understanding of springback correction remains elusive, but these results are consistent with several other studies in the literature that show this is an effective means to control springback.     

Numerical and Experimental Investigation into Hot Forming of Ultra High Strength Steel Sheet

Hot forming of ultra high strength steel (UHSS) sheet metal grade 22MnB5 boron for channel components using water cooling is studied on a laboratory scale. After hot forming, the different microstructures such as martensite, bainite, and pearlite in formed component are produced, which are closely related with mechanical properties of formed component. The effect of forming start temperature and the contact state between blank and die on the microstructure evolution is investigated. In addition, the effect of processing parameters, such as forming start temperature and blank holder force (BHF), on the final quality of component, i.e., springback, that happens after hot forming of UHSS is investigated. It can be concluded that the forming start temperature has a significant effect on the final mechanical properties of formed components. The effect of forming start temperature on springback is examined in detail under a wide range of operating conditions. The higher the BHF and the forming start temperature, the lower is the springback after hot forming. Furthermore, thermo-mechanically coupled finite element analysis model encompassing heating of sheet blank, forming and quenching are developed for hot forming process. The stress distributions on sheet blank under different conditions during hot forming are compared to gain a fundamental understanding of the mechanism of springback. Comparisons show that numerical simulation results have good agreement with experimental results.     

差厚激光拼焊板焊缝移动与回弹控制

研究具有纵向焊缝的拼焊板在不同压边力作用下的回弹与焊缝移动及其相互关系,为拼焊板的回弹控制找到切入点.基于厚/薄侧变形均匀的思想,采用拼焊板两侧的截面应力相等的方法,理论推导了控制焊缝移动的公式,以此计算控制焊缝移动和拼焊板回弹所需要的拼焊板两侧压边力分布值.研究表明,总压边力的增大,带来双重效应:一方面随总压边力的增大拼焊板回弹降低;另一方面随总压边力的增大拼焊板焊缝移动增加,焊缝移动增加回弹增加.维持总压边力不变,通过调整压边力分布,消除焊缝移动,同时回弹也达到最小值.采用足够高的压边力的同时,对拼焊板厚/薄侧施加不均匀压边力,降低焊缝移动,这为拼焊板回弹控制提出了新的理论和方法.     

高强度钢后保险杠成形工艺优化及回弹控制

采用高强度钢板制造的保险杠能大大提高乘员安全性,但高强度钢板成形困难。采用有限元分析软件Dynaform对某轿车高强度钢后保险杠成形过程进行模拟仿真,并使用结果优化成形工艺。主要研究了工艺补充面对零件冲压成形以及回弹的影响。通过模拟结果和实际样件对比,对工艺补充部分进行了调整,并设置凸顶得到了优化的工艺型面及坯料尺寸,为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。