满足侧碰性能的B立柱设计

汽车的安全性是汽车运行中一个极为重要的性能,对于侧碰安全性而言车身B立柱则起着最为重要的作用,在设计初期针对侧碰性能要准确地设定B立柱各高度位置断面系数目标值,并根据目标值设计B立柱结构,使设计的B柱变形趋势合理,从而降低B柱的侵入速度和减小侵入量,减轻侧碰时对乘员的伤害。此方法可以提高设计正确率,也可以最大限度地避免因设计修改而增加工作量,缩短安全性验证的开发周期。     

不同镀层热成形钢的涂装性能对比研究

近年来,镀层热成形钢零部件大量应用于车身,较好的涂装性能是零部件获得良好耐蚀性的关键因素.为此,通过使用涂装模拟试验、扫描电镜、磷化膜重测试、循环腐蚀测试等方法对比研究了锌基镀层热成形钢与铝硅镀层热成形钢的磷化性能及涂装后的腐蚀性能.结果 表明:(1)锌基镀层热成形钢的磷化膜较铝硅镀层热成形钢的更均匀,符合当前车厂一般标准要求;(2)锌基镀层热成形钢在电泳涂装后有更好的划痕腐蚀性能.     

汽车立柱加强板成形分析

目的轻量化是汽车零部件设计的发展方向,汽车立柱因需要在碰撞中承受外力而变形,并为其他零件提供足够强度和刚度的安装点,一般都使用高强钢材料制造,以达到轻量化的要求。方法对采用DP590高强钢制造的典型结构汽车B柱加强板进行了工艺分析,以提出高强钢立柱加强板零件的设计及成形工艺优化方案。通过AutoForm软件的板料仿真技术,对采用590DP高强钢的典型汽车B柱加强板的冲压工艺进行了数值模拟分析。结果成功预测了板料成形过程中可能存在的起皱、开裂等问题。结论分析结果为汽车立柱加强板冲压工艺提出了改进方案,实现了模具的设计及优化。     

钢‒CFRP异质复合B柱的弯曲实验分析

目的 为提高B柱的抗弯性能,通常会在B柱上额外焊接补丁板,但同时也增加了B柱的重量。在原始B柱上铺设碳纤维增强复合材料(CFRP),获得钢?CFRP异质复合B柱,取消B柱的钢制加强板,实现B柱的轻量化。方法 通过热冲压制备原始B柱及带补丁板B柱,并以原始B柱为凹模,采用真空袋压工艺制备钢?CFRP异质复合B柱。基于2018版C?NCAP侧面碰撞实验要求,设计B柱三点弯曲夹具,进行原始B柱、带补丁板B柱及钢?CFRP异质复合B柱的三点弯曲实验,并对其重量及弯曲性能进行分析。结果 原始B柱重量4.1 kg,三点弯曲实验测得其刚度为0.763 kN/mm,最大载荷为21.59 kN,平均力为14.52 kN;带补丁板B柱质量为5.6 kg,三点弯曲实验测得其刚度为1.095 kN/mm,最大载荷为31.08 kN,平均力为18.38 kN;钢?CFRP异质复合B柱总质量4.7 kg,三点弯曲试验测得其刚度为1.071 kN/mm,最大载荷为31.76 kN,平均力为19.58 kN。结论 在保持刚度、最大载荷及平均力等弯曲力学性能不变的前提下,相对于带补丁板B柱,钢?CFRP异质复合B柱可以减轻质量0.9 kg,并且吸能更优,实现了B柱的轻量化。     

奥氏体化时间对22MnB5热压成形钢组织和性能的影响

目前就奥氏体化时间对热成形钢组织结构和力学性能的研究较少。采用万能材料试验机和金相显微镜研究了900℃下奥氏体化时间对22Mn B5热压成形钢组织结构和力学性能的影响,得出了22Mn B5热压成形钢的性能随奥氏体化时间的变化规律。结果表明:22Mn B5钢在900℃下奥氏体化5 min,得到的热成形钢具有板条状马氏体,且马氏体的硬度最高,试样的强度较高,塑性较好。     

B180H1钢板成形性能研究

高强度烘烤强化（BH）钢是汽车覆盖件用的高强度钢板。本文通过试验对汽车用高强度钢板B180H1的力学性能、成形性能、烘烤硬化性能和抗凹陷性能进行了全面的研究,并与DC04钢板的各项性能进行了比较。使用NADDRG模型对B180H1钢的成形极限进行了预测。试验结果表明,B180H1的力学性能优于DC04,成形性能不低于DC04,且B180H1的烘烤硬化性能及抗凹陷性能方面均优于DC04。B180H1钢板的实冲壳体也具有良好的成形性能。     

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。     

汽车车身轻量化发展方向探讨

系统阐述了汽车车身轻量化设计过程中运用的3种主要方法：在车身结构优化设计方面,详细介绍了拓扑优化、灵敏度分析和形貌及尺寸优化在车身轻量化设计中应用的步骤及方法;在先进工艺应用方面,介绍了激光拼焊板、热冲压成形技术、辊压成形技术的优缺点,以及这些先进工艺应用于车身的位置;在车身新材料应用方面,介绍了高强度钢板、铝合金、塑料及高分子复合材料、静音钢板和结构发泡材料等在车身上的应用及发展情况.以大量实例和统计数据,并通过表征车身轻量化的关键指标——车身轻量化系数验证,得出汽车车身轻量化设计的步骤及发展方向.     

大型车车身覆盖件冲压成形特征分析及选材研究

为满足大型车身覆盖件冲压成形要求并实现钢板与零件的对路供应,必须在深入解析零件成形特征的基础上,确定高应变部位的成形敏感材料参数.在材料力学性能测试和成形极限分析的基础上,对侧围外板的冲压成形特征和成形敏感参数进行了分析.结果表明:侧围外板零件高应变部位的变形方式为胀形-深拉延变形,n值和r值为影响侧围外板零件成形的主要材料敏感参数.     

高强度钢性能及其在车身中的应用

在汽车轻量化与提高碰撞安全性能的基础上,首先简单介绍了汽车常用钢和汽车用高强度钢种类,并简述了几种常用高强度钢的强化机制和性能,概述了2种高强度钢的成形工艺,指出了其在成形时存在的问题以及改善其成形性的措施.介绍了高强度钢在汽车车身中的应用情况,展望了高强度钢在未来车身中的应用前景.大量采用高强度钢在加快汽车轻量化进程和提高汽车碰撞安全性能方面有重大作用.     

缓冲器缸筒成形工艺

针对缓冲器缸筒产品结构特点及性能要求,结合热冲压(挤盂+热变薄拉深)及冷变薄拉深成形工艺的特点,对缓冲器缸筒成形工艺方案,热冲压(挤盂+热变薄拉深)毛坯的形状和尺寸,热冲压(挤盂+热变薄拉深)及冷变薄拉深成形工艺等关键技术问题进行了研究。试验结果表明采用热冲压(挤盂+热变薄拉深)和冷变薄拉深相结合的工艺方法对缓冲器缸筒进行成形加工高效而经济,比传统热冲压后机械加工的成形工艺原材料利用率提高25%左右,同时所生产的产品尺寸稳定,力学性能一致性好。     

Development of carbon–manganese–chromium steels for automotive hot stamping technologies

The hot stamping potential of three commercial carbon–manganese–chromium steels was demonstrated. The steels were selected with the intention of producing ultrahigh strength ferritic–martensitic dual phase microstructures from hot stamping heat treatment, exhibiting superior tensile properties for ‘impact energy absorptive’ crash performance compared to the conventional carbon–manganese–boron steel for automotive hot stamping technologies, 22MnB5. Compared to 22MnB5, each of the carbon–manganese–chromium steels provided at least twice the total elongation, yet with a relatively small loss to ultimate tensile strength. It was concluded that the carbon–manganese–chromium steels provide superior tensile properties for impact energy absorptive crash performance, while exhibiting ‘lean’ chemical compositions compared to previously investigated steels with similar aims and offer opportunities for use in the ‘tailor welded blank’ concept.     

基于 Blob 算法的烫印缺陷在线检测的研究

分析了常见的烫印缺陷,介绍了烫印缺陷在线检测的基本流程以及检测系统的关键技术,包括烫印缺陷的判定,Blob 算法如何分析连通区域,确定连通区域的数量、大小、面积和位置等信息,根据连通区域的特征参数成功地对烫印缺陷进行了分析归类,实现了烫印缺陷的在线检测。     

变压边力控制对拼焊板成形性能的影响研究

分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,并据此提出了变压边力控制方案。通过数值模拟对比分析了不同方案的冲压结果,验证了:减少厚侧压边力可有效的降低焊缝向薄侧的移动量,从而降低薄侧材料应力集中,改善应力状态,大大提高了拼焊板的成形性能。     

弹提高热冲模具使用寿命的方法

目的 提高热冲模具的使用寿命,降低能源消耗,提高生产效率。方法 对热冲模具使用寿命的影响因素进行分析,采取表面复合渗技术进行工艺改进,并进行工艺试验。结果 热冲模具的使用寿命由原来的每件150发提高到600发以上。结论 提高了生产效率,降低了能源、工时消耗,减轻了工人更换热冲模具的劳动强度。     

A novel ultra-strong hot stamping steel treated by quenching and partitioning process

In the present study, we design a novel hot stamping steel containing high amounts of C and Si and micro-alloying element (i.e. Nb). The steel was subjected to quenching and partitioning (Q&P) process. The new Q&P treated hot stamping steel exhibits a significantly improved mechanical property in terms of strength, ductility and impact toughness compared with the traditional 22MnB5 hot stamping steel. The influence of partitioning time on the microstructure and mechanical properties was investigated. The retained austenite (RA) fraction and the carbon content of RA significantly increased with higher partitioning times. With increasing partitioning time, the uniform elongation, total elongation, strength-ductility balance and impact energy was also remarkably enhanced. The maximum strength-ductility balance achieves around 23?GPa %.     

Functionally Graded AA7075 Components Produced via Hot Stamping: A Novel Process Design Inspired from Analysis of Microstructure and Mechanical Properties

Herein, functionally graded AA7075 components manufactured via hot stamping are investigated by focusing on the effect of different process variables on localized microstructure evolution. To realize gradation through stamping, an active tool is designed and applied. The design of experiments allows to assess the impact of transfer time from the furnace to the tool, quenching time in the tool, and final quenching media. Related characteristics of mechanical properties throughout the hat-shaped profile are assessed via hardness and tensile tests. As expected, the sections of the samples formed in the cooled part of the tool are characterized by higher mechanical strength following subsequent aging, while sections formed in the heated part exhibit higher ductility. Moreover, the microstructural analysis reveals that fine precipitates with minimum interparticle distances only form in the cooled section of the samples. Increasing the tool temperature at the heated side to 350 °C results in the formation of coarse precipitates in the grain interior and along the grain boundaries. A sharp gradient in terms of microstructural and mechanical properties is found between these conditions. After reducing the transfer time, an increased volume fraction of fine precipitates leads to further improvements in hardness and mechanical strengths.     

高强钢变厚板汽车B柱热成形数值模拟及主要参数分析

目的 研究热成形过程中冲压件温度场、应力场的变化规律,探究主要工艺参数对冲压件成形的影响规律。方法 利用Abaqus软件建立热力耦合模型,对汽车B柱的热冲压成形过程进行数值模拟,分析板料及模具的温度和应力变化,确定主要工艺参数对冲压件的影响规律,利用得到的规律指导B柱模具的设计与制造,最后对B柱进行冲压试验。结果 在热成形前的物料转移阶段,板材厚度差的存在使过渡区产生了温度梯度和内应力的变化;在热成形阶段,以减薄率为评判标准,确定了摩擦因数为0.35、冲压速度为100 mm/s时B柱的成形效果最好;对B柱的成形结果进行了分析,由局部减薄率的变化得到了模具缺陷的位置,由过渡区的偏移量得到了模具等厚区的长度,由板材温度变化确定了最佳保压时间为8 s。结论 基于Abaqus软件,构建了B柱的热冲压有限元模型,对板材出炉至成形结束阶段进行了数值模拟与分析,在此基础上对B柱制件进行了冲压试验,发现制件的质量缺陷明显减少,对制件的指定点进行了面检测,合格率达到了95.83%,表明了分析结果的可靠性,同时也验证了有限元分析的准确性。     

Research on quick superplastic forming technology of aluminum alloy complex components

Quick superplastic forming is a new technology, which combines hot drawing preforming and superplastic forming. It makes full use of the high speed of hot drawing and good formability of superplasticity. This article uses this method to have an experiment of the side wall outer panel of metro vehicle. The results show that the production efficiency is high, the cost is low and the method is feasible. For aluminum alloy complex components, it can solve the difficulties of stamping and low speed of superplasticity.     

超高强钢热冲压工艺信息化管理系统搭建研究

目的 解决超高强钢热冲压工艺参数多且参数调整范围大,造成热冲压工艺设计难度大的问题。方法 以微软SQL Server数据库和ASP.Net Core为平台,通过Visual Studio C#集成开发环境进行B/S（浏览器/服务器）架构程序开发。结果 实现了集成普通板、补丁板、拼焊板、软硬分区板、不等厚板、其他板共6类板材,15种零件类型,以及相关的零件信息、产品要求、制造工艺、材料属性、供应商、产线、设备等7类数据信息的超高强钢热冲压工艺信息化管理系统软件。结论 该系统实现了超高强钢热冲压工艺数据录入与存储,多种数据信息相互关联、按需检索与联合查询以及用户管理和维护功能,为国内超高强钢热冲压工艺技术研究与产品开发提供系统架构参考。