QP980在汽车座椅靠背边板上的应用与仿真分析

汽车座椅靠背边板零件的热门材料为DP钢,现采用宝钢第三代超高强钢QP980进行冲压,运用Auto Form有限元分析软件模拟QP980冲压成形过程,并对比分析DP980的成形状态,通过试验试制了QP980座椅靠背边板零件,并与仿真结果进行对比。结果表明,在相同工艺条件下,QP980具有更好的成形性,零件安全裕度较大,而DP980有开裂风险;同时CAE仿真能够准确预测零件成形过程中存在的缺陷,并优化工艺参数,指导模具设计工作。     

第3代高强钢QP980冲压稳定性研究

以具有典型断面特征的汽车前纵梁延伸板为试验对象,研究了第3代高强钢QP980的料厚公差、生产要素波动、高速冲压对零件成形质量的影响。通过在冲压过程中改变板材厚度、压边力和润滑条件,验证了QP980钢适合制造外形相对复杂、强度要求相对高的汽车冲压件,具有较好的冲压稳定性。     

QP980材料在A柱加强板上的仿真分析及试制

随着汽车轻量化的进一步发展,对车身材料的要求也越来越高。分别选用传统DP780材料以及宝钢第三代高强板QP980材料,运用AutoForm仿真分析软件对A柱加强板零件进行有限元模拟,模拟结果显示QP980可以满足该零件的成形要求,且具有一定的成形安全裕度,但回弹值较大,起皱比DP780材料严重。针对分析结果,给出了采用QP980材料进行零件设计时的注意事项。最后通过现场试制零件,验证现场实物与模拟结果相符。     

基于不同材料模型的QP980钢回弹分析研究

为了研究QP980钢的回弹问题,基于Dynaform分别采用不同的材料模型对弧形件进行回弹模拟,并与试验结果进行了对比,结果显示,QP980钢使用Y-U材料模型进行有限元模拟成形性与试验结果吻合,回弹模拟精度较高。     

980MPa超高强钢前纵梁冲压成形分析

研究通过显微组织、拉伸性能及成形极限对HC550/980DP和HC600/980QP两种材料的成形性进行比较,说明HC550/980DP材料的拉深成形特点,并对某车型纵梁应用HC550/980DP材料进行开发,通过优化工艺排布、改善拉深变形条件和增设侧整形工序实现超高强度制件的开发,成形制件质量减轻20%以上,在超高强钢制件设计中应充分考虑强度提升带来的板料成形性降低和回弹增大的影响,以提高制件可制造性。     

Q&P钢在汽车上应用性能的研究

基于QP980材料特性,分别从力学性能、成形性能及焊接性能进行分析,归纳了QP钢在车身工程应用的特点。结果表明,QP钢适合外形相对复杂、强度要求相对高的零件,并且对焊接工程化影响不大,可达到汽车轻量化的效果。     

不同材料强化模型对QP钢回弹预测精度的理论及应用研究

对第3代先进高强钢QP980和QP1180材料的4种强化模型参数进行了分析,基于特征帽型零件比较了模型的回弹预测精度,然后采用最优模型在某车型A柱零件上开展回弹分析并进行实际零件预测结果验证。研究结果表明:QP980和QP1180均表现出一定的包申格效应; Chaboche、NSK Swift和Y-U模型均能描述材料的包申格效应,但Y-U模型拟合效果最好,等向强化模型Swift不能描述包申格效应;比较4种模型对帽型零件的回弹计算结果和试验结果可知,Y-U模型预测精度最高;比较Y-U模型在A柱零件关键截面上回弹预测与试验结果可知,轮廓重合性较好,并在一些关键点进行比较,计算与实测误差较小,说明Y-U模型对该零件回弹表现出较高的预测精度。     

980 QP先进高强钢的冲压成形工艺

选取具有较高强度等级的980QP钢,将其性能特点与传统的DP钢进行对比分析,结果显示:980QP钢的伸长率明显优于980DP钢,甚至优于较低强度等级的780DP钢。基于以上理论分析,在某车型中选取典型零件,分别对两种材质进行了冲压成形性分析和实际冲压生产验证。结果表明,980QP钢与相同强度等级的普通高强钢相比,伸长率提高了1倍左右,成形性能优良,甚至可与强度等级较低的590DP钢媲美;该验证结果与前述的理论分析结果基本吻合,证实980QP钢可用于制作有拉延工艺的、形状相对复杂的车身结构件;但同时,980QP钢的回弹现象更为严重,试冲件的回弹值远超过CAE分析值,需在前期的工艺分析和模具设计阶段重点关注。     

基于CAE的QP980超高强钢零件冲压开裂及回弹控制

在QP980超高强钢应用过程中,针对某车型前地板加强纵梁零件的开裂及回弹控制不稳定问题,借助有限元软件AUTOFORM及其Sigma分析功能对零件进行全流程仿真评估,对问题原因进行全面分析,找出关键影响因素,提出优化工艺方案,并通过零件实冲结果进行验证。结果表明,优化后的工艺方案零件最大减薄率下降7.3%,回弹量控制在合理范围内,通过实冲验证,冲压开裂得到消除,尺寸精度达到1 mm控制要求。提出的优化工艺方案提高了零件成形性,回弹得到改善,现场实冲结果验证了CAE分析结果的正确性,该方法可用于指导其他超高强钢零件的生产。     

QP980钢后纵梁冲压工艺优化

针对某车型QP980钢后纵梁零件翻边成形时存在的边部开裂问题,基于Auto Form软件对原工艺方案进行了全工序仿真,并分析开裂原因。提出了解决开裂问题的5项工艺优化方案,并利用Auto Form软件对优化方案进行仿真评估。此外,对增加切角模、改变毛刺朝向、缓解开裂的原理进行了分析。结果表明:零件因边部减薄严重而导致开裂,常规预成形方案对缓解超高强钢边部开裂问题效果有限。解决此类问题的有效方案包含2类:优化产品边界、减少边部区域材料减薄率;改变该区域应变状态,将边部应变状态改为面内应变状态,提高材料抗减薄能力。此外,改变毛刺朝向能在一定程度上缓解零件边部开裂问题。通过对该问题的研究,总结出影响该零件翻边成形时边部开裂问题的主要因素及解决方案,便于指导后续的零件设计及稳定量产。     

QP980钢门槛隔板零件翻边成形边部开裂研究

翻边成形边部开裂包含减薄开裂和起皱开裂两种类型。针对某车型QP980钢门槛隔板零件存在的翻边成形边部开裂问题,对开裂零件样板进行基本力学性能检测、零件开裂部位断面研究;基于Auto Form软件对原工艺方案进行了全流程仿真分析,提出坯料优化方案,并从成形、主次应变状态、减薄等方面对新方案进行了评估;此外,对开裂零件的模具状态和修边质量进行现场优化,并对优化后的坯料方案进行现场零件试冲。结果表明:坯料优化后,起皱开裂区域增厚由18.6%降低至10.4%,起皱现象明显改善;优化模具表面状态能有效改善成形后零件表面拉毛情况,减薄开裂区域的开裂现象消除;采用激光切割获得优化后坯料,成形后零件无肉眼可见的起皱及开裂,此外零件边部质量改善明显。通过研究,总结出影响QP980钢门槛隔板零件翻边成形边部开裂问题的主要因素,便于指导后续零件设计及量产稳定。     

汽车后纵梁变强度热成形工艺

以汽车变强度后纵梁零件为研究对象,采用板料整体加热、模具差速冷却板料的热成形工艺,对后纵梁零件的生产工艺进行了优化。相对于等强度后纵梁零件的热成形工艺,变强度热成形工艺在软区增加了加热系统,降低了零件软区的冷却速率,在零件硬区和软区实现差速冷却,最终得到变强度后纵梁零件。模具设计首先是基于该零件的变强度特性以及结构特点,基于热成形工艺技术,对整个零件成形后硬区和软区的温度分布、硬度分布和马氏体相含量分布进行了成形数值模拟。通过数值模拟优化了后纵梁零件的成形工艺参数,并将优化后的工艺参数用于指导零件的实际生产。通过对试制零件硬区和软区的屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度、变薄率和微观组织的检测和分析,显示试制的变强度后纵梁零件达到设计要求。     

基于成形特性的宝钢QP980试验研究及典型应用

深入解析了宝钢第3代高强钢QP980与第1代高强钢DP980和DP780的力学性能、成形极限和扩孔性能等冲压成形特性的差异.试验结果表明:QP980具有良好的塑性,伸长率约为20％,接近于DP780,比DP980高约5％;QP980钢成形极限较高,QP980-1.2 mm的FLD0约为27％,与等厚度的DP780相当,而QP980-2.0mm的FLD0约为34％,明显高于等规格的DP980;QP980钢具有良好的扩孔性能,保障了翻边和扩孔性能,且优于DP980.研究结果表明,宝钢QP980与DP980相同强度等级的基础上与DP780成形性能相当,良好的强塑积满足于外形相对复杂、强度要求高的车身骨架件和安全件,并在典型复杂超高强钢骨架件上成功试冲得到验证.     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

淬火分离钢板成形性能的研究及应用

淬火—配分(QP)钢是近年来发展起来的一种含有残余奥氏体的低碳低合金高强度钢板。本文通过单向拉伸试验得到了QP980钢板的基本力学参数,通过动态拉伸试验得到了QP980钢强度与延伸率随着应变速率变化而变化的曲线。并通过QP980钢试验模的开发对其优良的成形性能进行了验证。结果表明:QP980钢板具有良好的静态和动态力学性能,其实际冲压成形能力接近DP590钢板,明显强于DP780和DP980钢板。     

三维轴线后副车架纵梁内高压成形工艺

利用非线性有限元分析软件AutoForm,对三维轴线的底盘后副车架纵梁进行弯管、预成形、内高压成形的全过程分析,根据零件非对称和不等截面的几何特征,确定零件工艺参数和加载路径,并分析预成形过程中的零件表面拉毛缺陷。同时,针对不同壁厚(4.0和4.5 mm)的纵梁管坯,通过采用相同的工装模具和不同的内高压成形工艺参数,验证了内高压成形零件型面的一致性。结果显示:壁厚为4.0和4.5 mm的纵梁分别经170和200 MPa的内压力,得到的纵梁零件型面差异最大为±0.3 mm,型面一致性较好。通过对预成形镶块进行渗氮+PVD的表面处理试验后,镶块表面硬度达到3000 HV以上,降低了摩擦系数,有效解决了零件的外观拉毛问题,改善了纵梁零件的表面质量,最终通过试验验证了采用内高压成形工艺制造三维轴线纵梁零件的可行性。     

电池包纵梁辊冲成形仿真分析与实验验证

提出某QP1180超高强钢制的电池包纵梁辊冲成形方案,以解决该超高强钢梁类零件台阶结构特征的成形问题。为了成形此类具有典型变高度特征的电池包纵梁,考虑到辊冲成形独特的运动方式,避免在零件成形过程中出现模具与板料碰撞的缺陷,提出了具有新型结构的辊冲模具,通过数值仿真的方法,对零件在辊冲成形过程中的应力分布情况以及机架的工作载荷进行了分析,判断了工艺方案的可行性;进而基于仿真结果对模具进行优化迭代,确定了最终模具的补偿参数,将仿真结果的角度偏差控制在±1°以内;最后,开展辊冲成形的实验与试样制备,试制零件的尺寸偏差在±1 mm以内。     

基于变厚板(VRB)的汽车前纵梁内板开发

使用变厚板零件是实现汽车轻量化的有效方法之一。针对变厚板的板厚及材料力学性能非均一性,文章采用数字散斑单向拉伸试验对变厚板等厚区和厚度过渡区的力学性能进行研究,探讨退火工艺对变厚板不同厚度区域材料性能的影响,提出结合数字散斑单向拉伸试验和厚度分区离散的变厚板过渡区力学性能表征;仿真分析某汽车前纵梁内板变厚板冲压成形性,并与试制样件进行对比,结果表明,采用该文提出的变厚板过渡区表征方法正确可靠,且变厚板制作的汽车前纵梁内板件成形性良好。     

QP980和DP980高强钢板的抗延迟断裂性能

高强钢零件的延迟断裂现象是汽车使用安全性的严重威胁。针对QP980和DP980两种高强度汽车用钢板,基于单向拉伸实验和电化学充氢,分析了预变形对高强钢充氢后的伸长率及强度的损失规律,对比了DP980和QP980的抗延迟断裂性能。研究发现,预应变从0至7%变化时,QP980和DP980均发生严重的塑性损失,但在同一预应变下,QP980的各项塑性损失几乎均大于DP980,得出QP980的抗延迟断裂性能较DP980差。通过断口形貌分析,发现QP980相比DP980更易受到氢的侵入从而脆化,从而验证了实验结果的准确性和科学性。     

光学应变技术在QP钢成形极限试验中的运用

采用光学网格应变分析技术对QP钢进行成形极限试验,评价两种QP钢的成形性能,并与传统的DP钢进行比较。结果表明,和原有的测量方式相比较,光学网格应变分析方法可靠性高,测量较为准确,能够消除人工测量产生的差异;和传统的高强钢DP980相比,第三代汽车用高强钢QP980和QP1180具有较好的成形性能。