超高强度钢板热冲压成形同步淬火相变不均匀性影响因素分析

以超高强度钢BR1500HS为研究对象,利用材料的应力-应变数据、热物理性参数、相变模型构建了U形件热冲压成形过程的热-力-相3场动态耦合有限元数值模型。有限元模拟结果表明,法兰区域和底部区域中的马氏体体积含量显著多于侧壁区域中的马氏体体积含量,揭示了钢板相变的不均匀性;同时对成形过程中板料和模具的温度场进行研究,揭示了钢板冷却速度的不均匀性。通过在整个热冲压过程中法兰区域、圆角区域、侧壁区域和底部区域选取观测点,分析了冷却速率不均匀性的影响因素,即温差、接触间隙、换热系数。最后通过实验验证了模拟结果具有较高的可靠性。     

基于数值模拟的U形件热冲压工艺参数研究

保压结束后的温度分布对高强钢热冲压零件的组织性能至关重要。以U形件为例,建立热冲压有限元模型,通过基于数值模拟的正交实验讨论了热冲压工艺参数板料成形初始温度、冲压速度、保压时间、摩擦系数对保压结束后U形件最大温差的影响。结论指出:保压时间对保压结束后U形件最大温差的影响显著,延长保压时间可显著降低保压结束后U形件的最大温差;板料成形初始温度显著水平次之;冲压速度与摩擦系数影响较小。同时确定了优化工艺参数组合。在此基础上进行了U形件热冲压试验,模拟结果与试验结果基本吻合,U形件温度变化趋势基本一致,验证了数值模拟的正确性与可靠性。     

汽车用铝合金热变形行为与热冲压工艺研究

采用有限元软件ABAQUS对铝合金杯形件热冲压成形进行模拟。分析了杯形件热冲压过程中的温度、应力、应变、厚度分布特点以及冲压力变化规律。结果表明,通过铝合金杯形件热冲压成形实验,对成形后的杯形件进行厚度分析,表明有限元模拟是准确的。     

BR1500HS板料热冲压成形工艺参数影响分析与试验研究

利用有限元数值模拟软件Dynaform分析了热冲压成形工艺中冲压速度、压边力、模具初始温度、摩擦因子等因素对BR1500HS板料加强件回弹、起皱、破裂等成形质量的影响规律。选取冲压速度50 mm/s、压边力25 kN、摩擦因子0.4进行了生产试验。试制产品成形良好,各部位的回弹量均在2 mm内;强度在1380～1620 MPa,硬度在410～490 HV,满足零件要求。     

基于Dynaform的SUV汽车B柱热冲压成形仿真分析与工艺研究

研究了采用B1500HS钢制成的某款SUV汽车B柱加强板的热冲压变形过程,利用中心差分法得到热冲压硼钢变形时单元体的温度公式,通过有限元模拟软件Dynaform建立B柱热-力-相耦合模型,研究B柱典型U形截面受力情况和温度场分布,同时分析B柱厚度、减薄率、屈服应力、硬度变化情况。有限元分析表明,B柱热冲压变形时,凸模圆角区和直壁区受到较大的拉应力及厚压应变的作用,易发生减薄。进行了B柱热冲压成形试验,结果表明,热冲压B柱的微观组织均为板条状马氏体,维氏硬度达到457 HV以上,屈服强度达到1200 MPa以上,满足热冲压零件淬火强化性能要求,验证了热冲压数值模拟的可靠性。     

基于Abaqus的高强度钢BR1500HS本构模型二次开发

以BR1500HS高强度钢板为研究对象,基于传热学、相变动力学和弹塑性理论基础,建立了高强度钢热冲压成形的本构模型。基于Abaqus软件对其进行了二次开发,对某汽车A柱的局部U型件进行了热冲压成形模拟。以板料厚度变化和零件回弹量为评价参数,对比分析了自行开发模型与软件系统自带的Johnson-Cook模型得到的模拟结果。结果表明:所开发模型考虑了相变对材料的影响,模拟的结果更接近于实验值,更适用于指导实际生产。     

超高强度钢热冲压过程的温度场及微观组织模拟分析

利用Gleeble1500对BR1500HS超高强度钢进行高温下的力学性能测试以及测定其高温流变行为。通过在500~900℃实验下该材料的真实应力-应变曲线和高温流变性能数据建立BR1500HS的热冲压有限元模型。结果表明,板料减薄率比预测值稍大,但仍然在允许范围。板料热冲压成形前后冷却速率大于临界冷却速率,因此能有效促进马氏体转变。     

基于正交试验的高强钢板热冲压成形影响因素研究

高强钢板热冲压成形工艺参数是影响成形零件质量的关键因素.建立了U形件的热冲压有限元模型,采用热力耦合数值模拟得到了热冲压过程中板料的温度、厚度及应力的分布规律.并在此基础上,利用正交试验,研究了热冲压过程中板料初始温度、模具初始温度、冲压速度、压边力4个工艺参数对U形件成形后的最低温度和最大应力的影响程度.结果表明,板料初始温度的影响最大,随着板料初始温度的下降,U形件成形后的最低温度下降,最大应力值大幅度上升;模具初始温度的变化对U形件成形后的最低温度和最大应力值的变化影响最小;冲压速度的影响较大,随着冲压速度的减小,U形件成形后的最低温度下降,最大应力值上升;压边力的变化不影响板料与模具之间的传热,随着压边力的减小,U形件成形后的最低温度和最大应力值相应减小且变化范围较小.     

非均匀温度场对高强钢热冲压成形性的影响

针对某企业25Mn B5高强钢车身凹槽零件在进行热拉深成形时出现凹槽侧壁断裂的缺陷,采用ANSYS/LS-DYNA动力学有限元分析软件对U型件热冲压成形过程的非均匀温度场进行数值模拟,分析讨论了冲压速率、板料与模具之间摩擦系数对温度场的影响规律。分析结果表明:提高冲压速率、减小模具与板料之间的摩擦系数有利于成形零件温度场的均匀分布,并且可以减少凹槽侧壁产生断裂缺陷的可能性。采用优化后的工艺参数,即冲压速率为300 mm·s-1、板料和模具之间的摩擦系数为0.15进行凹槽零件的热拉深成形试验,获得了合格的产品,验证了模拟结果的可靠性。     

B400VK高强度钢板热冲压性能模拟研究

按照B400VK高强度钢板热冲压工艺规范设计出等温拉伸实验方案,用Gleeble1500热模拟机测出材料在不同温度下变形的力学性能,为有限元分析和实验研究提供依据。基于有限元软件Dynaform分析了U形件冷冲压和热冲压条件下的回弹量。有限元分析结果和试验结果比较,证明有限元方法是有效的。