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。     

先进高强度钢板弯曲类回弹特性的试验研究

随着先进高强钢板在汽车及航天航空领域的广泛应用,回弹导致的成形精度问题日益突出.为了获取先进高强钢的弯曲回弹特性,通过采用U形件回弹模型,针对600MPa级别的3种典型高强钢(DP钢、TRIP钢、HSLA钢)进行了回弹试验研究.实验结果表明:在相同变形条件下,TRIP钢弯曲回弹最大,DP钢次之,HSLA的弯曲回弹最小;不同工艺条件、不同材料性能参数对弯曲回弹呈单调的影响规律,而润滑条件对弯曲回弹的影响趋势并未出现一致性规律.     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

DP800 双相高强钢折弯及回弹研究

目的针对高强度钢板成形过程中的回弹问题,研究工艺参数对回弹的影响规律,优选工艺参数组合,以获得回弹较小的V形件。方法采用dynaform软件对V形件进行成形及回弹的数值模拟,以摩擦因数、模具间隙、冲压速度、凹模圆角半径等工艺参数为自变量,以回弹前后水平距离差最大值为因变量,设计了四因素三水平的正交试验方案,研究多个工艺参数对回弹影响的规律。结果实验结果表明,V形件回弹值大小随着摩擦因数的增大呈现减小趋势;随着模具间隙、凹模圆角半径的增大,回弹值呈现增大的趋势;而冲压速度对V形件回弹的影响较小,且工艺参数影响V形件回弹大小的主次顺序为模具间隙、摩擦因数、凹模圆角半径、冲压速度。结论优选工艺参数组合为:摩擦因数为0.2、模具间隙为2.6 mm、冲压速度为1200 mm/s、凹模圆角半径为12 mm,此时回弹水平距离差最大值为0.566 mm,最大减薄率为1.40%;实际生产可以忽略冲压速度对回弹的影响,仿真结果对实际生产具有指导意义。     

高强汽车用钢的研究现状及发展趋势

汽车产业的发展趋势是节能、降耗、环保和安全,使用高强度汽车用钢可以有效地达到这一目标。介绍了几种高强度钢,如高强度IF钢、DP双相钢、TRIP钢、BH钢、CP复相钢、马氏体钢、TWIP钢、QP钢等的原理、性能以及开发现状。阐述了第三代高强度汽车用钢的发展趋势。     

高强钢板材冲裁力实验研究

目的解决不同高强钢板材在冲裁时所需冲裁力不同的计算问题。方法搭建了高强钢板材冲孔实验平台,结合车身上广泛应用的DP、QP钢系列以及MS系列超高强钢板,设计了相应的冲孔试样,通过冲孔实验,获得了不同超高强钢板材所需的冲裁力,并结合超高强钢板的冲裁力经验计算公式,得到适用于计算不同高强钢材料冲裁力的经验系数,最后将经验公式进行修正,获得了适用于不同高强钢板材冲裁力与抗拉强度的修正关系式。结果选用DP980及1700MS高强钢进行冲孔实验可知,两者实验冲裁力与通过修正公式计算所得冲裁力误差分别为2%和2.2%。结论验证了所得修正关系式的可行性,可为高强钢零件冲切压力机吨位的选取和模具结构设计提供参考。     

先进高强度双相钢弯扭复合回弹评价与试验研究

目的 针对先进高强度双相钢冲压成形后回弹量大且多种回弹形式相互作用的问题,提出弯曲–扭曲复合回弹试验评价指标与测试方法,研究双相钢强度级别和试验条件对弯扭回弹的影响规律。方法 建立板料回弹前后的几何关系,提出弯扭复合回弹评价指标,通过改变三点弯曲试验上压杆的偏转角度,开展弯扭复合回弹试验。结果 基于合理的几何关系假设提出的评价指标适用于弯扭复合回弹试验结果分析。当上压杆偏转角度为0°时,强度越高,板料弯曲回弹越明显,回弹后横截面顶点距离和2条对角线长度变化越小;随着上压杆偏转角度的增加,当上压杆偏转0°～15°时,不同强度的3种试件（DP600、DP780、DP980）的横截面顶点距离和2条对角线长度增大,其中DP600试件的横截面顶点距离变化最小;当上压杆偏转15°～45°时,3种试件共同表现出横截面顶点距离减小、一条对角线长度减小、另一条对角线长度增加,其中DP980试件的对角线长度之差最小。结论 试验数据与分析结果表明,调整三点弯曲试验中上压杆的偏转角度可以诱发不同的扭曲回弹量,进而有效控制弯曲回弹与扭曲回弹的复合程度。分别利用板料横截面顶点距离变化及2条对角线长度变化评价弯曲回...     

某发动机仓边梁盖板成形工艺分析及回弹控制

目的探讨高强钢板的浅成形件的回弹问题,开发高强钢发动机仓边梁盖板浅拉深工艺。方法针对发动机仓边梁盖板进行了零件特征和冲压工艺分析,采用了双件对称布置的拉深设计,设计了具有中间容料形式的工艺补充面,并且采用了拉深槛来增加成形阻力。最后用Dynaform软件模拟了制件拉延成形过程,分别分析了在成形卸载后和切边后两种状态的回弹情况,以及工艺参数-压边力和拉延筋对制件回弹的影响。通过对典型截面回弹量大小的研究,总结了制件回弹的规律,并对回弹进行了有效控制。结果根据模拟结果选取了最优参数,设计了冲压方案,冲压出了合格的产品。结论覆盖件内部补充面可以采用凸形面来增大面积,消化多余面积,以提高该区域的变形程度,提高零件精度。使用拉深槛可以比拉深筋更有效地提高浅成形覆盖件的塑性变形程度,减小回弹。     

管材数控弯曲回弹规律的有限元分析

回弹是管材弯曲卸载后必然发生的现象,并严重影响弯曲管件的精度和管材弯曲生产的效率.成形参数对管材弯曲卸载后的回弹有重要的影响.为了研究成形参数对回弹角的影响,基于弹塑性有限元软件ANSYS建立了管材数控弯曲及回弹的有限元模型,以不锈钢管弯曲及回弹过程为典型研究对象,实验验证了所建立的有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对管材数控弯曲回弹的影响规律.结果表明:回弹角随弯曲角、芯棒与管壁间隙及材料硬化系数的增大而增大,随材料硬化指数的增大而减小.     

管材压扁的回弹分析

应用材料力学中的单位力法求回弹值的新理论,对管材压扁工艺的回弹量进行了分析计算,理论得出的结果与实际相符,可用于管材压扁中回弹量的计算预报。     

基于 CATIA 高强钢板冲压回弹几何补偿系统的开发

针对汽车高强钢板梁形零件的回弹变形规律,提出了一种基于 UV 线的几何旋转变形回弹补偿算法,并基于 CATIA V5 平台开发了高强钢板冲压回弹几何补偿系统 CATIA-SGCS( CATIA Springback Geometry Compensation System) 。 该系统对成形件回弹的型面进行曲面重构,获得高质量的模具补偿型面,并与补偿前的型面参数化关联,保持原型面间的拓扑关系和曲面连续性;还针对回弹型面上的不同离散点回弹量不同的实际情况,在系统中定义了 3 种变形控制方法,使得模具补偿型面更加符合实际生产需求;通过具体的实例分析,验证了系统的可行性与有效性。     

日本两公司开发的大热输入焊接用高强度钢

为了提高船舶及建筑结构等的焊接效率,必须采用大热输入焊接等措施。介绍了日本各钢铁公司研究开发的多种新技术,包括利用TiN对热影响区晶粒长大进行有效控制,依靠铁素体形核核心手段实现晶粒细化,并利用控制热影响区微观组织以及采用TMCP控制轧制技术等。在综合利用这些技术的基础上,开发成功了各种适合于大热输入焊接的高强度钢,以确保大热输入条件下热影响区具有高的韧性,用于造船、建筑结构、桥梁等的建造。     

BS600高强钢油罐车罐体轻量化研究

目的 为了有效降低油罐车的能源消耗和污染物排放,完成油罐车罐体减重30%的轻量化目标。基于有限元仿真与试验,验证使用高强钢替代罐体原材料实现油罐车轻量化方案的可行性。方法 利用ANSYS有限元软件,在3种不同工况下,对使用新材料的罐体进行强度、刚度分析;基于仿真结果,对3.5 mm厚的BS600高强钢板材进行焊接试验、金相组织观察以及拉伸试验,以评估BS600钢的焊接性能;对焊接后的BS600钢材进行小件和大件的弯曲试验,以验证BS600钢的弯曲性能。结果 在3种工况下,罐体的最大应力为288 MPa,小于材料的许用应力,罐体强度满足要求;罐体的最大变形量为5.92 mm,刚度满足要求;焊接后拉伸试样的抗拉强度为720～730 MPa,高于母材强度;焊接接头断口的断裂特性为韧性断裂与脆性断裂的混合断裂;弯曲后的小件BS600板材未出现裂纹,弯曲后的大件罐体焊缝缺陷数量较少,焊缝质量良好。结论 所设计的高强钢材料的厚度符合罐体各工况要求,高强钢的成形工艺可行性良好。罐体减重能达到30%,具有良好的工程应用价值。     

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.     

钢结构用10.9S扭剪型高强螺栓连接副紧固轴力偏低原因分析

通过化学成分分析、硬度测试、楔载荷、保证载荷和紧固轴力检验,对某批规格为M20mm×80mm的10.9S扭剪型高强螺栓连接副紧固轴力偏低的原因进行了分析。结果表明：该批高强螺栓连接副质量合格,但在包装和运输过程中受干燥环境影响,导致其表面磷化膜风化,润滑性下降,轴向摩擦力增大,因而紧固轴力下降。     

几种高强度钢腐蚀疲劳裂纹扩展行为的研究

本文研究了ＧＣ－４，３０ＣｒＭｎＳｉＮｉ２Ａ和３００Ｍ超高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。考虑了环境，热处理制度，应力比和频率对裂纹扩展的影响。研究结果表明：腐蚀环境和热处理制度对疲劳裂纹扩展有显著影响。在侵蚀性环境中随频率降低，裂纹扩展大幅度上升，随应力比提高，环境影响加剧。利用扫描电镜对试样断口形貌进行了分析，并讨论了高强钢的腐蚀疲劳机理。     

高强度钢30Cr3SiNiMoVA的疲劳特性研究

为了获得超高强度钢30Cr3SiNiMoVA的疲劳设计数据,对该材料进行了疲劳性能实验。分别对该材料的抛光和未抛光试样进行轴向拉压疲劳实验。用升降试验法测定材料的条件疲劳极限,用成组实验法在四级应力水平下测试其疲劳寿命。结合升降法所得的条件疲劳极限值和成组法实验数据,采用双参数最小二乘法拟合S-N曲线,运用概率方法求得P-S-N曲线。通过对两种试样的S-N曲线分析可知:未抛光试样的疲劳寿命要低于抛光试样的疲劳寿命,并且疲劳载荷级越低,两类试样之间的疲劳寿命差越大,抛光试样的疲劳极限大约是未抛光试样的1.4倍。相关实验现象表明30Cr3SiNiMoVA的疲劳寿命对试样表面粗糙状态非常敏感,建议该类材料在应用过程中要采取有效措施改善构件的表面状态。文中实验数据可为该材料的工程应用提供参考。     

钢管钢纤维高强混凝土抗冲击压缩性能的试验研究与数值模拟

遮弹层的建成及优化对防护工程的发展尤为重要。钢管钢纤维高强混凝土蜂窝遮弹层是一种具有高强抗力的新型遮弹层,文章对其组成构件钢管钢纤维高强混凝土进行霍普金森压杆(SHPB)动态力学性能试验,并借助动力有限元分析软件LSDYNA进行数值模拟。冲击压缩试验中,试件的钢纤维掺量分别为0%、0.5%、1.0%、1.5%,钢管壁厚分别为2mm、3mm。结果表明钢管钢纤维高强混凝土具有应变率强化效应,应变率越高,试件的动态抗压强度越大。当气压为1.0 MPa时,壁厚3mm、钢纤维掺量1.5%的试件强度达258.3 MPa。与钢纤维高强混凝土相比,钢管钢纤维高强混凝土的抗冲击压缩性能更好,动态抗压强度最大增幅达35.4%,且具备承受多次冲击压缩作用的能力。数值模拟与试验结果吻合度高,表明数值模拟方法具有可行性。     

光伏晶硅切割用超细高强高碳钢丝的铅浴等温淬火工艺研究

利用电子扫描电镜、拉伸仪、耐疲劳性能试验机等分析测试方法研究铅浴等温淬火工艺对超细高强高碳钢丝组织和力学性能的影响。结果表明:对含碳量0.92%、直径Φ0.84mm的钢丝,升高加热温度、降低铅浴温度、提高过冷度有利于奥氏体化均匀,促进珠光体转变,导致先共析铁素体和二次网状渗碳体减少、珠光体片层间距减小、晶粒尺寸约20～30μm,后道湿拉拔至直径Φ0.12mm,断丝率降低至4～7次/t,钢丝最终强度达4080MPa。     

高强度奥氏体不锈钢的发展

工程应用对奥氏体不锈钢的强度、韧性、低磁性和耐蚀性的要求不断提高。本文综述了高强度奥氏体不锈钢(RP0.2≥400MPa)的发展趋势,以及几种高强度奥氏体钢的化学成分和力学性能。