B1500HS材料热成形后冷冲切试验

目的研究热冲压零件冷冲切刀块易磨损寿命低的问题。方法设计开发一套多功能冷冲切试验模具,对热成形后B1500HS材料进行连续冲切试验,并对3组模具间隙、4种典型模具钢材质对应的冲切试样进行断面质量检测及统计,以此分析热冲压高强钢冷冲切合理模具间隙和典型冷冲切模具钢的冷冲切特性。结果 8%~10%料厚模具间隙在冲切初期毛刺较小,且在连续冲切过程中毛刺高度比较稳定,为合理的模具间隙范围;4种典型模具钢中,ASP60冲头耐磨性性能最优,SKD11冲头耐磨损性最差,SKH-9和CALDIE介于两则之间。结论热冲压钢的冷冲切稳定性及刀块寿命相对常规高强钢还存在较大差距,针对其冲切特性有必要开发更高寿命、高性价比的模具钢及热处理方法,以提高刀块寿命和生产效率,降低零件制造成本。     

低合金超高强度钢HC950LA典型零件应用及回弹控制

目的以低合金超高强度钢HC950LA为对象,研究其在汽车座椅滑轨零件上的典型应用及回弹控制。方法通过V弯试验分析HC950LA在不同弯曲角度下的最小弯曲半径,根据试验结果优化滑轨零件折弯圆角设计,使HC950LA满足滑轨零件的成形性要求,并通过试制滑轨零件,在成形过程中研究回弹控制进行方法。结果 HC950LA沿着垂直于轧制方向的折弯性能较好,成形模具半径可以小至1 mm,满足滑轨零件成形需求。使用HC950LA试制座椅滑轨零件,通过优化产品折弯圆角设计、模具型面调整及改变零件弯曲时的应力分布状态对零件进行回弹控制,零件回弹控制效果明显。结论低合金超高强度钢HC950LA冲压座椅滑轨零件成形性良好,满足零件精度、性能要求。     

基于零件应用的第3代高强钢——QP钢的成形特性

目的研究第3代高强钢——QP钢在实际零件上应用涉及的成形特性问题。方法通过微观组织分析、单向拉伸、成形极限、V形弯曲回弹等试验,分析探讨了QP钢的力学性能、成形性能、成形极限和弯曲特性,并与广泛应用的DP钢对比。结果 QP钢HC600/980QP的成形性能好于相同强度级别的DP钢HC550/980DP,与HC420/780DP相当;QP钢弯曲回弹量比同等强度级别DP钢大。通过2个试冲零件的分析,验证了QP的成形特性,并从零件应用角度提出了QP钢的零件适用范围和零件设计要点。结论 QP钢具有综合的强度和塑性性能,有助于解决局部特征复杂的难成形零件和具有等截面特征的零件,在汽车车身结构件上有较大的应用前景。     

超高强QP980钢冲压成形性能

目的研究宝钢新一代先进高强钢QP980与第一代先进高强钢DP980的冲压成形性能。方法采用单向拉伸、光学应变分析和帽型拉弯成形等试验方法,分析两种超高强钢在加工硬化、成形极限、拉弯成形侧壁减薄和回弹等性能特性。结果 QP980的伸长率达到21.6%,与DP980钢相比有更高的强塑积,在变形过程中能够维持较高的瞬时n值,进而提高了材料的成形极限。帽型拉弯试验中,在不同的流入距离条件下,QP980钢的侧壁减薄率均低于DP980钢。在不同压边力条件下,QP980(厚度1.0 mm)材料的回弹量大于DP980(厚度1.2 mm)材料。结论 QP980在梁型件成形过程中具有优良的抗减薄特性,采用QP980钢进行冲压成形时应考虑比同级别DP980钢更大的回弹补偿量,或者采用更大变形量的工艺设计。     

VRB变厚板典型结构件性能对比试验

目的研究VRB与等厚板成形件在吸能特性和抗弯性方面的差异。方法通过准静态压溃、动态压溃及三点弯曲试验,获得并对比分析VRB变厚板的帽型梁典型结构件性能。结果变厚帽型梁的特殊结构在进行压溃变形时能起到诱导槽的作用;VRB帽型梁相比同质量的等厚板帽型梁,降低了峰值力,且吸能效果更优;随着帽型梁厚度(质量)的增加,冲击速度的提高,峰值力升高,吸收的能量增大;变厚板帽型梁的过渡区位置、过渡区长度、厚度分布等结构参数对抗弯承载性能有较大的影响。结论变厚板与等质量的等厚板成形件相比,有更好的结构性能特性。     

基于Autoform和Dynaform软件的超高强钢零件仿真对比

目的研究商用软件Autoform和Dynaform对超高强钢零件的回弹预测精度。方法以某车型前围板中间横梁零件冲压成形过程为例,分别基于Autoform和Dynaform软件建立冲压有限元模型模拟冲压成形和回弹过程,对两种软件成形性和回弹计算结果进行比较和讨论分析。结果 Dynaform和Autoform两种软件在成形性计算时结果比较一致,相同位置Autoform计算减薄率为16%,Dynaform为16.2%;Dynaform计算的最大减薄率为18%,比Autoform的16.2%略大;两种软件基本在相同位置预测出了起皱和开裂现象;比较修边后回弹仿真值与实测值,Dynaform计算的偏差满足设定阈值的占51.4%,高出Autoform约20%。结论 Dynaform计算的最大减薄率更大一些,对应量产时较高的安全裕度;同时其回弹计算结果与实测回弹值更为接近,回弹预测精度更高。     

汽车前地板纵梁高强钢应用及回弹控制技术

目的研究造型相对复杂的前地板纵梁高强钢(HSS)应用回弹变形特点,探寻回弹控制方法。方法借助CAE分析技术,对零件进行全工序和回弹仿真分析,深入探讨零件回弹特点,提出回弹整改控制措施。结果通过整改措施的落实,样件尺寸精度达到1 mm控制要求,零件平均合格率达到90%以上,满足质量要求。结论数值仿真分析可以对零件的成形性及回弹进行预测,为工艺设计及模具开发提供有益参考。提出的回控制技术可用于指导同类型高强钢零件的模具开发工作。     

激光拼焊侧围加强板用材分析及性能控制技术

目的研究某车型侧围加强板生产稳定性的材料性能。方法通过对某车型激光拼焊侧围加强板的主要用材TRIP800进行分析,研究不同3种生产批次材料性能和组织上的差异性,包括化学成分、显微组织、残余奥氏体含量、扩孔试验、力学性能、表面粗糙度的测量。结果 3种不同批次材料生产后,两种批次满足生产稳定要求,一种批次不能满足稳定生产要求,识别了TRIP800材料影响零件冲压开裂的关键性能指标,主要为材料伸长率及硬化指数。结论针对某侧围加强板的生产稳定性,材料伸长率大于25%,硬化指数n值不低于0.18的情况下,能够满足稳定生产。扩孔试验结果表明,该零件的成形过程中,扩孔率并不是唯一影响开裂的性能指标。     

双相钢DP600帽型梁碰撞实验与数值模拟

目的分析双相钢DP600的烘烤特性对碰撞实验的影响,以及验证修正的Johnson-Cook模型对双相钢DP600动态力学性能描述的准确性。方法对DP600帽型薄壁梁结构试件在轴向冲击下的压溃变形模式与吸能特性进行实验研究,采用前处理软件Hyper Works和LS-Dyna求解器对DP600帽型梁轴向压溃实验进行有限元分析。结果通过对比烘烤前后的碰撞实验结果,发现烘烤前后压溃力、位移与时间曲线吻合较好,变形结果基本一致。将实验与仿真结果进行对比分析发现,有限元模拟结果与实验结果吻合较好。结论烘烤温度为180℃,时间为20 min的烘烤工艺对材料特性影响不显著。验证了修正的Johnson-Cook模型能够较好地描述DP600的动态力学性能,可以应用于整车碰撞仿真中。     

超高强钢前纵梁零件冲压开裂分析与处理

目的解决780 MPa级别超强度钢板冷冲压生产汽车前纵梁时发生的冲压开裂问题。方法通过网格应变分析技术和仿真分析,研究该零件冲压开裂的原因,分析引起开裂的因素,基于CAE模型系统,研究压边力、模具间隙、坯料尺寸、材料性能对开裂的影响规律。结果降低压边力和增加模具间隙均能减轻开裂,但是无法消除冲压开裂;坯料尺寸缩小可以消除冲压开裂,但是优化坯料尺寸需要改变模具上的坯料定位器,同时增大起皱风险;通过提升材料性能可以消除开裂。结论考虑最终各方案成本,选择性能优异的材料进行生产,将冲压开裂率降低至0.6%,满足了冲压要求。