抗凹性的应变设计及合理充液预胀量的确定

抗凹性是评价汽车覆盖件性能的重要指标。采用理论分析方法,研究成形件等效应变、变形模式与静态抗凹性载荷的关系,并以双相钢DP的成形极限图为基础,描绘了二维应变图形内的抗凹性极值线;通过分析双相钢平底筒形件充液拉深成形,确定合适的充液预胀量,使得静态抗凹性载荷最大。结果表明,静态抗凹性载荷受变形模式和成形件等效应变综合影响,当主应变比-1β≤1时,静态抗凹性载荷存在极值,即在二维应变图形中存在一抗凹性极值线。抗凹性极值线可作为试件应变设计的一种基准,采用此方法可得到抗凹性最优的试件。     

汽车板抗凹刚度试验

针对汽车板的特点,利用IF钢DC04、含磷钢170P1、烘烤硬化钢180BH冲压成形的胀形件及某车型翼子板零件,系统分析了屈服强度、成形条件、烘烤硬化特性等对汽车板抗凹刚度的影响。研究结果表明:高的屈服强度可有效提高汽车板的抗凹刚度,试验中烘烤硬化钢180BH的抗凹刚度最大,170P1次之,DC04的抗凹刚度最小;在合理范围内,可通过增加变形量、增大压边力等工艺手段增加零件的加工硬化程度,从而增大汽车板的抗凹刚度,但零件的抗凹刚度并非随着材料的硬化程度的增加呈线性增强,若增加过量,则引起板料过度变薄,抗凹刚度反而下降;利用烘烤硬化钢板180BH的烘烤硬化特性可显著提高材料的抗凹刚度。     

DP780钢无凸缘圆筒件极限拉深系数及网格划分方式研究

采用数值模拟试验和物理试验相结合的方法,研究了DP780双相高强钢板无凸缘圆筒件拉深系数的变化规律。数值模拟试验基于Dynaform5.9平台进行,采用不同的网格划分方式对DP780双相高强钢拉深成形性的影响进行了试验分析,并根据试验获得了DP780双相高强钢的极限拉深系数,最后通过物理试验验证了数值模拟试验结果。     

先进高强度双相钢成形极限模型

针对先进高强度双相钢的成形极限进行研究,通过对4种不同型号的钢板试件(DP590、DP780、DP980和DP1180)进行静态单轴拉伸试验,分别获取这4种型号先进高强度钢的真实应力-应变曲线以及相关力学参数。同时,基于Hill'48屈服准则以及Mohr-Coulomb (MMC)失效准则编写VUMAT子程序,通过有限元仿真软件ABAQUS,对试件进行数值仿真模拟,通过分析处理仿真数据,得到先进高强度双相钢钢板的成形极限曲线。结合现有的成形极限曲线的相关理论方法,最终建立适用于先进高强度双相钢成形极限的理论模型。最后与现有的标准成形极限曲线理论模型以及仿真数据分别进行对比验证,验证了所建模型的准确性和有效性。     

基于载荷下降法的双相钢DP590拉深减薄率研究

采用载荷下降法研究了双相钢DP590在不同压边力下拉深成形的减薄率。采用BCS-50AR通用板材成形性试验机进行有无润滑条件的对比拉深试验,获得成形力-凸模位移关系曲线。试验结果发现,拉深件凸缘部位和凹模圆角处的润滑有利于拉深成形,而无润滑条件下的拉深容易破裂。拉深件凸缘部位增厚,凹模圆角处和筒壁部位均有不同程度的减薄。危险断面处的减薄率最大,破裂情况下的最小减薄率为28.6%,无破裂情况下的最大减薄率为19.3%,达到实际生产要求。     

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。     

冲压速度对DP780双相钢和304不锈钢胀形性能影响的试验对比分析

利用速度可控的小松伺服压力机对双相钢DP780与304不锈钢1 mm板料进行杯突试验,根据杯突试验值Er的大小来研究冲压速度对试验结果的影响。对比双相钢DP780及304不锈钢两种材料的试验结果发现,在冲压速度由3 mm·s-1增大到30 mm·s-1的过程中,304不锈钢杯突值从9.39 mm降低到8.59 mm,双相钢DP780杯突值从7.53 mm降低到7.39 mm。此实验结果使速度对材料拉胀成形性能的影响得到确认,即在3~30 mm·s-1区间内,随着冲压速度的升高,材料杯突值不断减小,材料的抗破裂成形性能逐渐降低,即材料的拉胀成形性能降低。     

摩擦系数对DP780钢拉深成形极限的影响

首先对DP780试样进行圆杯拉深试验,获得DP780试样的极限拉深深度。然后建立圆杯拉深试验的有限元模型,定量分析摩擦系数变化对DP780钢拉深成形应力应变演化的影响规律。最后将拉深试验和有限元仿真相结合,利用CockcroftLatham准则对不同摩擦系数下的DP780钢拉深成形极限进行预测和比较,定量获得摩擦系数对极限拉深深度和极限应变的影响规律。结果表明,极限应变不能用于评价拉深成形极限,应采用极限拉深深度。板料与凹模和压边圈间的摩擦系数越大,DP780钢的极限拉深深度越小,板料与凸模间的摩擦系数对极限拉深深度影响较小。为了提高DP780钢的拉深成形极限,应尽量减少板料与模具间的摩擦系数,且重点关注板料与凹模和压边圈间的摩擦系数。     

热轧双相钢的组织与性能研究

热轧双相钢（简称DP钢）具有强度高、屈强比低、初时加工硬化率高以及强度和韧性良好配合等优点,符合汽车材料轻量化、高性能、安全、环保、节能的发展主题。从而,在汽车行业得到了较为广泛的应用。双相钢一般用于需高强度、高的抗碰撞吸收能且有一定成形要求的汽车零件,如车轮、保险杠、悬挂系统及其加强件等。     

激光拼焊板典型零件冲压缺陷分析及改进

针对异强度双相钢激光拼焊板冲压开裂的问题,使用Autoform软件模拟了前大梁零件的成形过程,研究了不同位置材料减薄率、应力、应变的变化规律。通过单一变量试验方法研究了压边力、n值、r值对焊缝开裂的影响规律。结果表明：焊缝处坯料前期受到成形力和压边力的作用,后期主要受到DP780双相钢位移的拉应力,导致焊缝处坯料受到的拉应力大于DP590双相钢成形力,使得焊缝坯料的塑性应变和厚度减薄率迅速增大,发生开裂。当压边力优化至1500 kN时,零件不开裂,并在生产中验证了模拟结果;DP780双相钢的n值、r值对零件焊缝处坯料的减薄率影响不明显,DP590双相钢的n值、r值对零件焊缝处坯料的减薄率影响明显,当r值≥1.4或n值≥0.19时,零件不开裂。     

DP1000高强冷轧双相钢冲压成形数值模拟及试验

DP1000高强冷轧双相钢已开始广泛用于汽车等工业领域。建立了DP1000高强钢冲压试验的简化有限元模型,利用材料拉伸试验得到的工程应力应变曲线求出DP1000钢的真应力应变曲线。通过Newton-Raphson算法对模型进行非线性有限元求解,分析试样在冲压过程中的三个方向的应变云图。结果表明,仿真结果与试验结果较为接近,可以根据有限元分析结果优化冲压成形工艺,从而指导DP1000高强钢的冲压成形试验。     

基于MMC韧性断裂准则的高强双相钢成形极限研究北大核心CSCD

以高强双相钢CR450/780DP板材为研究对象,设计4种拉伸试样进行单向拉伸试验,获得了载荷-位移曲线与表面全场应变结果;采用有限元仿真分析手段,对4种试样的试验结果进行了对标分析,得到了材料硬化本构模型及应力三轴度、Lode角参数、等效塑性应变等历程数据;采用曲面拟合优化方法标定MMC韧性断裂准则的断裂参数。基于Keeler公式及简化的MMC韧性断裂准则分别绘制了高强双相钢CR450/780DP板材的理论和预测成形极限图,并通过半球形刚模胀形试验对预测结果进行验证。由对比结果可知,基于MMC韧性断裂准则预测的成形极限曲线与试验数据的吻合程度较高,验证了韧性断裂准则对高强双相钢CR450/780DP板材损伤与断裂预测的准确性与适用性。     

汽车行李箱盖外板回弹控制的工艺研究

针对汽车行李箱盖外板在冲压成形过程中容易出现回弹的问题,以某车型行李箱盖外板为例,通过优化制件的翻边工艺,有效地控制了制件回弹,同时,采用Autoform软件对优化前后的制件回弹进行模拟分析对比,结果表明,翻边工艺的改进可以有效改善回弹,避免了A面补偿带来的表面质量缺陷,可为车门外板或发动机罩外板的外覆盖件的冲压成形提供参考。     

基于材料优选的铝合金油箱端板整体成形技术研究

针对铝油箱端板在成形过程中存在着合格率低、开裂倾向大、外观质量差等问题,选用5A06和5083两种铝合金板作为试验材料,并对其进行组织和理化性能分析;采用Dynaform软件对端板成形工艺进行模拟仿真,对压边力、凹模圆角半径、摩擦因数等关键工艺参数进行优化;提出了基于整体成形的端板成形工艺方案,并进行实际试模验证。结果表明:5083铝合金所制端板无成形开裂风险,满足整体成形技术要求。整体成形工艺可有效提升异形端板的刚度,实现端板结构的完整性。     

1000MPa级DP钢的成形特性试验

对宝钢产1000MPa级冷轧双相钢和热镀锌双相钢的材料特性和成形特性进行试验,深入分析钢板的力学性能、扩孔性能和成形极限。研究表明,宝钢1000MPa级超高强钢板具有较好的力学性能,其延伸率和扩孔率与国外同类产品相近,成形极限试验测量得到的FLD0为18%,低于采用软钢经验公式计算值。摩擦试验表明,冷轧GI板表面摩擦系数明显低于热镀锌CR板,此外,涂油对CR板表面影响较小,但对GI板表面有较大的影响。     

典型汽车用钢板应变速率敏感性实验

为研究应变速率对汽车钢板冲压成形性能的影响,采用单向拉伸实验,对3种不同强度级别的典型汽车用钢板进行应变速率敏感性研究。结果显示,电镀锌BSUFD+Z钢板的屈强比对应变速率的敏感性最大,其次是烘烤硬化BH220钢板,敏感性最小的是双相DP600钢板;双相DP600钢板的硬化指数具有较大的应变速率敏感性,而电镀锌BSUFD+Z钢板和烘烤硬化BH220钢板的硬化指数对应变速率的敏感性较低;3种钢板的应变速率敏感指数,电镀锌BSUFD+Z钢板最大,烘烤硬化BH220钢板次之,双相DP600钢板最小。研究结果为汽车钢板快速冲压生产工艺设计提供了参考。     

双相钢的成形与断裂极限性能分析

为分析双相钢的变形与断裂行为、评估其成形性能,以典型双相钢DP780和DP600为研究对象,采用实验与计算方法得到了两种双相钢材料的成形极限曲线和断裂极限曲线,通过观测不同应变路径状态下试样的断裂形态,分析材料成形极限与断裂极限曲线,并与传统低合金高强钢比较,研究了双相钢材料不同应变路径下的变形特性。结果表明:随着应变路径状态由单向拉伸向双向拉伸变化,双相钢的断裂主应变逐渐降低,且在断裂前会有明显的颈缩阶段,而当应变路径为双向等拉状态时,材料在断裂前无颈缩特征出现,表现为脆性断裂,这与传统低合金高强钢不同,双相钢的这一特性应主要由双相钢的铁素体和马氏体软硬两相组织决定。     

基于林用消防车DP590高强钢冲压件回弹性能的研究

以DP590高强钢为研究对象,采用Autoform软件对林用消防车后桥梁结构件进行冲压成形、修边和侧翻边的整个过程进行仿真。然后采用中心组合试验设计方法,研究了不同板厚和摩擦系数下的垂直回弹量,并利用最小二乘法拟合不同参数下的回弹量,得到能满足零件的垂直回弹量及两截面最大回弹量差相对较小的板厚和摩擦系数。为进一步减少回弹,采用设置加强筋的方法,提高结构件刚度,减少回弹量。与试验结果对比,设置加强筋后的回弹量完全控制在工艺要求的±0.5 mm。     

双相钢激光拼焊研究现状及存在问题

双相钢(DP)具有较高的强度和较好的塑性及成形性,具有较高的碰撞能量吸收率和初始加工硬化速率,在冷成形后回弹率较小,越来越多地应用于制造汽车车身各种安全结构件。介绍了近年来国内外关于双相钢激光拼焊的研究现状,其分为同质等厚双相钢激光拼焊、异质等厚双相钢激光拼焊及异质不等厚双相钢激光拼焊三部分,并指出了所存在的问题,为双相钢激光拼焊的研究方向提供指导。     

C-Si-Mn-Cr双相钢组织与性能的柔性控制技术

以C-Si-Mn-Cr成分体系双相钢为研究对象,采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验等方法,对终轧温度、卷取温度、退火温度等工艺参数对C-Si-Mn-Cr系双相钢组织和性能的影响进行了研究。结果表明,降低终轧和卷取温度,热轧板组织由铁素体+珠光体转变为铁素体+珠光体+贝氏体,同时热轧板的屈服强度和抗拉强度都有所提高;当冷轧和退火工艺相同时,对采用低温终轧和低温卷取生产的双相钢来说,其抗拉强度由472 MPa增加到524 MPa,而屈服强度则变化不大,此时伸长率和n值略有降低;通过采用低温卷取+中温退火工艺,可以实现一种成分体系生产CR260/450DP和CR290/490DP两种强度级别双相钢的柔性化生产目标。