变厚板材料模型表征方法的比较研究

针对变厚板板厚非均一性的特点,为建立相对准确的变厚板材料模型,基于变厚板数字散斑单向拉伸试验和不同厚度应力应变曲线的计算,提出了整体法和分段法的表征方法。在分段法中,对过渡区分别采用了离散、插值和平均法进行表征。并将这些方法分别应用到变厚板单向拉伸仿真模拟中,对比试验和仿真的力-位移曲线差异性,结果显示,采用分段法得到的仿真数据更接近试验数据,因此变厚板的材料模型采用分段法表征更合理。     

基于变厚板技术的汽车后纵梁开发

采用单向拉伸试样配合数字图像相关法对变厚板过渡区域力学性能进行了研究,分析了轧制后退火对变厚板性能的影响,通过对变厚板过渡区进行分区离散,对变厚板拉伸性能进行了表征。对比采用变厚板方案的后纵梁仿真结果与实际样件冲压结果,表明实际样件成形与仿真结果接近,样件成形性良好,无开裂与起皱现象,变厚板方案对减轻质量效果显著。     

变厚板(VRB)冲压成形数值模拟

针对变厚板(VRB)的板厚与材料力学性能非均一性,提出了分区离散法对变厚板的冲压成形过程进行数值模拟的方法,分析材料性能、板料厚度的离散精度对冲压成形仿真模拟的精度影响,提出了离散精度设置方法,并采用变厚板圆筒拉深试验件进行对比,研究结果表明,采用该文提出的变厚板分区离散法对变厚板冲压成形过程的模拟很有效。     

变厚板汽车顶盖横梁成形工艺研究及模具设计

以某车型顶盖横梁为例,对变厚板的成形工艺分析方法进行了研究,通过充分结合Autoform建模计算效率高的特点和Dynaform在计算精度方面的优势,对变厚板顶盖横梁的成形性进行了探索;针对变厚板模具零件型面加工难度大的问题,提出采用型面分区偏置的方法处理加工依据,同时也对变厚板在板料成形过程中间隙控制和板料定位控制方面的方法进行了研究,完成了变厚板顶盖横梁模具设计,并试制成功变厚板顶盖横梁零件,验证了变厚板成形工艺及模具设计方法的有效性。     

轧制差厚板力学性能试验及数值模拟研究

为了掌握差厚板的力学性能,在不同厚度钢板的0°,45°和90°方向取样进行拉伸试验,并对试验参数与板厚的关系曲线进行分析,绘制了应力、应变与厚度的三维曲面,并建立了相应的数学模型。利用上述试验数据,在ABAQUS有限元软件中建立差厚板的单向拉伸模型,根据有限元模拟的差厚板单向拉伸过程进行实际拉伸试验。结果表明,差厚板不同区域的力学性能差异较大;通过在应力、应变与厚度的三维曲面上插值,即可得到差厚板0°,45°和90°方向上任意厚度的力学性能参数;差厚板单向拉伸试验与模拟的缩颈位置均在试样薄区,试验与模拟的力-位移曲线吻合良好。     

22MnB5热成形钢变厚度轧制及退火工艺

基于离散化思路建立变厚度轧制的厚度控制系统;在实验四辊轧机上进行了单厚度过渡区的22MnB5热成形钢变厚度板轧制,对轧后的板材进行模拟退火试验,使用光学显微镜、扫描显微镜观察及拉伸试验分析了变厚度板退火后不同厚度位置的组织和力学性能。结果表明,在50 mm变厚度区中：厚度偏差为0.08 mm,长度偏差为0.3 mm。变厚度板在退火快速冷却过程中不同厚度区存在较大的温度差,薄区温度跟随性差,其他退火过程的温度跟随性好,偏差不大;不同厚度区的力学性能区别小;快速冷却退火后的组织为层状珠光体+铁素体;结合工艺可行性并有效保证组织性能控制,建议根据厚区的厚度来制定退火工艺,并采用低冷却速度的罩式退火或半连续退火。     

基于Dynaform的汽车后围板成形过程仿真研究

采用实验和数值模拟法相结合的方法,利用单向拉伸试验测量汽车后围板材料的力学性能,利用数值模拟分析了汽车后围板的成形过程。结果表明,单向拉伸试验所测结果和材料库中参数存在很大差异。数值模拟过程中,为了使材料能够发生充分的变形,拉延筋的设计是很必要的,但是拉延筋的存在并不能完全解决零件破裂问题,可能还有其他的因素导致零件产生破裂趋势。     

热轧厚板件冲压成形与回弹分析

考虑到热轧厚板的材料力学性能、成形方式和板材精度均与薄板存在一定差异,且常用冲压分析软件无法准确模拟厚板成形与回弹,因此,以某车型纵梁为例,采用Autoform,Dynaform以及MARC进行成形与回弹仿真分析对比,依据分析结果判定何种软件更适合热轧厚板冲压仿真分析。首先,分析厚板成形特点以及与薄板的差异性,梳理出3种软件分析厚板时的差异;其次,通过3种软件对同一纵梁外板进行模拟分析对比。为获得真实可靠的实测值,成形前在板料上利用激光绘制基圆,依据成形后基圆尺寸变化计算主次应变,并选取断面及检测点,测量回弹尺寸与厚度变化,与3种软件分析结果进行对比。结果表明:MARC的实体单元对厚度和主次应变分析最为准确;对于回弹,Dynaform计算更为准确,Autoform和MARC回弹结果均与实测值产生较大偏离。     

QP980高强钢前纵梁后段零件冲压成形性分析

通过显微组织分析、拉伸试验、FLC试验等方法分析了QP980材料的力学性能和成形性能,结果表明QP980材料具有较好的成形性,可适用于深拉深零件,并以某车型前纵梁后段零件为研究对象,基于QP980材料的成形特性,提出了优化零件拔模角度、增大局部倒角半径、增加吸皱筋槽等改进措施,显著提升了零件的成形性,基于分析结果成功开发出QP980前纵梁后段零件。     

基于ANSYS的汽车B柱成形仿真分析及结构改进设计

采用壳单元模型模拟汽车拉延板成形过程,虽计算效率很高,但其只适合于等厚板的拉延成形模拟。为了解决这个问题,应用三维有限元软件ANSYS对变厚板的拉延成形过程进行了模拟。对某型号汽车B柱的成形过程进行了仿真分析,并针对仿真结果中成形件的应力集中和不均匀结构引起的缺陷进行了优化改进。采用圆弧过渡和过渡区下移的优化设计方案有效地解决了初始模具中整体应力分布不均的问题。