高强度钢板热冲压技术及数值模拟

在介绍了高强度钢板热冲压技术的基础上,建立了B柱的热冲压模型,采用热力耦合数值分析方法得到了热冲压过程中板料的温度与厚度分布.结果表明:截面厚度分布基本在实验结果的±5%范围内.在尾部圆角处厚度减薄量较大;成形结束后,板料压边区域温度较低,而尾部圆角及梁表面温度较高,板料整体温差在400℃左右.因此使板料在成形过程中保持均匀的温度分布是模具冷却系统设计的关键.     

模具间隙对高强度钢热冲压过程的影响

利用DEFORM软件,建立了不等模具间隙下高强度钢板热冲压的有限元模型,研究了模具间隙对22Mn B5钢板热冲压成形中温度场以及马氏体转变的影响规律。数值模拟结果表明:模具间隙是影响板料温度变化的主要因素,板料的最大温差随着模具间隙先增大后减小;模具间隙为0.95t~1.00t时,板料各部位的马氏体分布均匀,转变率高。在此基础上,进行了热冲压试验,测试了板料侧壁位置点和底部圆角位置点的温度变化,并观察了板料成形后的微观组织,通过试验结果与数值模拟结果一致性对比,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性。     

热冲压关键工艺参数对零件力学性能影响研究

成形温度是热冲压工艺的一个关键参数,直接影响热冲压零件的力学性能.本文基于热-力耦合弹塑性有限元模型进行了U形热冲压实验,分析了热冲压板料的冷却速率、温度分布,获得了成形温度对热冲压件微观组织、机械性能的影响.结合不同成形温度下的热冲压车门防撞梁准静态弯曲实验和动态冲击仿真,考察了成形温度对热冲压车门防撞梁承载能力的影响.结果表明:成形温度为600℃ ～700℃时可以实现热冲压板料的均匀淬火,其微观组织转变为条状马氏体,抗拉强度超过1400MPa;成形温度为650℃的热中压车门防撞梁兼具高强度和良好的塑性变形吸能能力,综合性能最优,适合用作车身防撞零部件抵抗碰撞变形.     

防撞梁热冲压成形温度场研究

通过热冲压成形试验,研究防撞梁热冲压过程中的温度变化情况。结果表明,防撞梁坯料从炉子转移至模具过程中,出炉时降温速率为25 ℃/s,成形前降温速率为10 ℃/s。初始成形淬火1 s内,温度下降剧烈,冷却速度可达到200 ℃/s以上,成形淬火后5 s内,基本完成马氏体相变,平均淬火速度达到108.5 ℃/s以上,远远超过马氏体临界淬火速度。     

汽车前防撞梁的热冲压成形数值模拟与试验

采用LS-DYNA软件,对汽车前防撞梁的热成形工艺进行数值模拟分析,计算了在两种摩擦条件下热成形过程中零件的温度场、应力场、减薄率和FLD,预测了零件的成形性能.根据模拟结果开发了热成形模具,冲压出热成形前防撞梁零件,将数值模拟结果和试验结果进行对比,两者基本吻合,变化趋势相同.结果显示,摩擦状态对热成形工艺的成形性能影响较大.     

汽车前防撞梁的热冲压成形数值模拟与试验

采用LS-DYNA软件,对汽车前防撞梁的热成形工艺进行数值模拟分析,计算了在两种摩擦条件下热成形过程中零件的温度场、应力场、减薄率和FLD,预测了零件的成形性能。根据模拟结果开发了热成形模具,冲压出热成形前防撞梁零件,将数值模拟结果和试验结果进行对比,两者基本吻合,变化趋势相同。结果显示,摩擦状态对热成形工艺的成形性能影响较大。     

B柱热冲压数值分析研究

热冲压技术是一项加工超高强度钢板的新型加工技术.热冲压过程中板料的温度分布情况是热冲压模具冷却系统设计的重要依据.本文建立了B柱的热冲压模型,采用热力耦合数值分析的方法得到了热冲压过程中板料的温度与厚度分布,并比较了热冲压与冷冲压的力能参数.结果表明,板料压边区域温度下降较快,直到成形结束,其温度高于600℃,不会导致该处材料成形困难;零件尾部圆角处温度过高,使板料产生局部流动,导致减薄过大,因此对于局部温度过高的区域要加速模具的冷却,以获得合格的制件.热冲压的力能参数约为冷冲压的十分之一左右.     

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。     

热冲压工艺参数对22MnB5马氏体钢汽车B柱性能影响的有限元模拟

通过有限元仿真软件Autoform分析了热冲压过程中工艺参数的变化对22MnB5马氏体钢B柱起皱、回弹、减薄、马氏体量以及强度的影响。结果表明:22MnB5马氏体钢B柱热冲压最优化工艺参数为加热温度930 ℃,冷却速率80 ℃/s。该工艺参数下,热冲压过程各处均完成马氏体转变,硬度分布均匀,材料减薄率较低,热冲压成形效果好,尺寸精度高,冲压件强度均大于1400 MPa。     

汽车底板前横梁内板热成形工艺

针对汽车底板前横梁内板的热成形过程中存在的工艺难点进行了研究，在常规热冲压工艺基础上进行改进，通过有限元仿真软件Autoform建立了有限元模型，对汽车底板前横梁内板热成形过程进行了模拟。分析不同的模具结构及成形方式后发现，在采取增加零件圆角半径并且采用分步热冲压成形的方法时，零件最大减薄率下降到0.146,最大增厚率下降到0.110,成功解决了汽车底板前横梁内板在成形过程中存在的局部起皱开裂问题。并对试制零件进行了力学性能与微观组织检测，发现经过分步热冲压后，微观组织完全马氏体化，抗拉强度为1350 MPa,通过实际制造的汽车底板前横梁内板零件验证了该方案的可行性。     

基于Dynaform的22MnB5高强度钢热冲压仿真

有限元分析是热冲压成形过程中节约成本的必要手段,然而,计算机数值仿真的精确性对于材料模型和边界条件有着很强的依赖关系。以高强钢22Mn B5为研究对象,通过热模拟实验和成形过程中工件与模具之间的热分析来准确获得材料模型和热边界条件,从而提高热冲压成形过程数值仿真精度,为热冲压成形零件质量控制提供参考。仿真结果表明,热冲压变形过程中板料减薄率变化分布不均匀,板料减薄率最大值出现在侧壁靠近法兰圆角处,而法兰与底部减薄率则较小,仿真结果与实验结果基本吻合,验证了热冲压仿真的正确性与可靠性。     

22MnMoB钢汽车后地板横梁热冲压成形数值模拟和工艺研究

针对某款汽车后地板横梁的结构特点,合理设计模面,选用22MnMoB新型硼钢,应用有限元软件Dynaform建立后地板横梁热-力-相耦合模型,对其热冲压成形过程进行模拟。研究后地板横梁热冲压成形中板料受力情况及温度场、减薄率、硬度和微观组织演变规律,优化下圆角破裂缺陷。利用定量金相法对后地板横梁侧壁处微观组织进行分析并测得不同特征点处硬度和厚度。结果表明,热冲压后地板横梁厚度分布均匀,最大减薄率小于20%,显微硬度达到480 HV以上,试验结果与模拟结果较为吻合,可为新型硼钢制成复杂结构件提供参考。     

硼钢板热冲压成形过程接触热阻研究

高强度钢热成形中,板料的冷却路径直接影响成形后零件的力学性能,可靠的接触热阻能提高热成形温度场模拟计算结果的准确性。为了研究热冲压成形过程中板料与模具界面间的接触热阻,以WH1300HF热成形用无涂层硼钢板为研究对象,在小型实验伺服压力机上进行了硼钢板的热冲压平模实验,得到了不同压强下板料淬火冷却曲线及模具温度冷却曲线,并通过顺序函数法计算出板料和模具接触界面的热流密度及接触热阻。研究结果表明,板料与模具间界面的热流密度峰值随压强增加而增加,接触热阻稳定值随压强增加而减小。根据能量守能定律,计算出热冲压硼钢板马氏体相变潜热及平模淬火实验中马氏体相变分数。     

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。     

汽车B柱高强度钢热冲压工艺

采用数值模拟与试验相结合的方法,研究了汽车B柱22Mn B5高强度钢热冲压成形工艺。根据对B柱零件结构的分析,设计模具型面,并合理添加压料板。建立B柱热冲压有限元模型,设置板料加热温度、模具温度、压料板的压力、冲压速度、淬火保压压力等工艺参数,确定工艺参数方案。对B柱热冲压进行全过程数值模拟,得到了热冲压件的厚度、微观组织、硬度等性能分布情况,并与试验结果进行对比。热冲压件性能检测结果表明:零件的厚度分布较均匀,最大减薄率小于25%,平均硬度达到470 HV以上,平均抗拉强度达到1400 MPa以上,显微组织为均匀板条状马氏体。成形后的B柱各项性能均满足热冲压技术规范要求,表明了该B柱热冲压成形工艺的可靠性。     

汽车保险杠热冲压成形及坯料形状设计

以某型号汽车的保险杠为对象,设计了全尺寸的热冲压成形模具;结合夹持和定位要求,对坯料形状进行了优化设计,通过工艺实验验证模具及板料设计的可靠性,并检验了热成形零件的微观组织及力学性能。结果表明:采用形状优化的板坯,在机械手输送过程中,其位置稳定性大大提高;金相分析显示热成形保险杠获得了完全马氏体组织,抗拉强度达到1550MPa,洛氏硬度为47.5HRC,且各测试点硬度十分均匀,伸长率可达6%;在保证板料临界冷却速率的前提下,提高模具温度有助于降低成形力和稳定淬火温度。     

可淬火硼钢板热成形过程中的传热行为

可淬火硼钢板热成形技术在汽车车身制造中的应用是实现汽车轻量化的重要途径,该成形过程中板料和模具之间的传热行为是实现板料精确成形所迫切需要解决的重要问题。本文考虑模内水道的冷却作用和随接触压力变化的板料-模具接触界面换热系数,基于ABAQUS建立了可淬火硼钢U形梁热弯曲过程有限元模型,研究了该过程中板料和模具之间的传热行为。研究结果表明:在高温成形过程中,板料底部区域和模具之间的传热迅速,并发生了马氏体相变。在保压淬火过程中,位于板料侧壁中部高温区的平均降温速率高于马氏体的临界转变速率,但淬火结束时其温度高于马氏体开始相变温度,因此未充分发生马氏体相变。     

高强度钢板热冲压成形工艺的改进

热成形技术因结合热锻和冲压的技术优势,已经在汽车零部件制造工艺中获得了广泛的关注和应用。在热成形生产中,产品在高温下成形伴随非等温淬火过程容易出现起皱、破裂等成形质量缺陷。本文围绕高强度热成形钢板22MnB5材料相变过程、机械性能进行了相关研究,基于深冲盒试验进行热成形工艺改进优化,在热成形生产工艺过程中增加相应的转运冷却环节,使完全奥氏体化后的板料在冲压淬火前降低至优化冲压温度。实验表明:改进后的热成形工艺对冲压产品的成形性有明显改善,可有效降低和消除起皱、破裂等缺陷,材料微观马氏体转化更加细致充分,可获得抗拉强度达到1500MPa以上,硬度达到450HV以上的热成形产品,满足连续热冲压成形自动化生产过程工艺改进要求。     

前防撞梁拉延成形过程分析及工艺参数优化

采用Dynaform软件对某汽车前防撞梁成形过程进行了模拟,分析了不同形式的工艺补充面对零件成形的影响,以减薄率为评价标准,最终选取凸模圆角半径25 mm、凹模圆角半径15 mm的两端补充形式和符合零件形状的非平面压料面.采用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个工艺参数对成形结果的影响,获得了工艺参...     

基于ABAQUS曲底槽型件热冲压成形模拟分析

在超高强度钢板热冲压成形工艺中,能准确预测板料的温度场与模具的受力状况,对工艺制定与模具的优化具有重要意义。通过ABAQUS模拟软件建立塑性体热力耦合有限元模型,对热冲压过程进行模拟仿真,分析板料与模具的温度场以及模具所受的作用力。研究结果表明:板料转移时间控制在10 s内较好;在成形过程中,制件法兰与侧壁部分温度分布均匀且基本一致,制件法兰与侧壁部分的温度低于制件底部部分的温度;为保证模具强度,凸模圆角处及底部、凹模入口圆角处及底部的冷却水道直径及密度应较小,并且应适当增大水道与底部表面的距离。