高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法

在高强钢板热冲压产品及模具设计的早期,缺少一个仅仅根据产品的形状以及少量的模具信息就能快速评估出热冲压件可成形性的工具,能对后续的产品及模具设计起到指导作用。针对以上问题,提出并实现了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法,用来快速评价高强钢板22MnB5在高温奥氏体状态下的可成形性。并以某汽车B柱的加强板为例进行计算,将其模拟结果与热冲压实验结果进行对比。结果表明:模拟结果与实验值基本一致,证实了高强钢板22MnB5热成形的一步逆成形有限元方法的有效性。     

大型薄壁不锈钢封头热成形工艺及模具设计

去年我厂承制EG60型乙二醇铁路罐车共20台,其中椭圆形封头的直径为φ2800mm,厚度为10mm,材质为OCr19Ni9。由于封头是属于薄壁封头即D_w-D_i≥45s(D_w为封头展开直径、D_i为封头内径、S为封头     

TRIP高强度钢板成形极限的实验研究

简要回顾了相变诱发塑性(TRIP)高强度钢板的最新研究进展，总结了预测成形极限的三种模型，对TRIP钢的成形极限进行了预测和实验研究。预测结果与实验结果的比较表明，这三种模型都没有准确地预测TRIP钢的成形极限，其中NADDRG模型预测结果与实验值最接近，Swift—Hill模型预测结果偏小，而修正的Swift—Hill模型预测结果偏大。对两种高强度钢DP和ZStE180的成形极限进行了比较分析。     

板料成形极限应力图及其应用研究进展

简要介绍了板料成形极限判据的可靠性对于板料成形质量预测与控制的重要性;分析了传统的基于应变的成形极限(成形极限应变图)判据所存在的只适于在线性加载板料塑性成形中应用的缺陷;介绍了基于应力的成形极限判据(成形极限应力图)的应用前景;综述了国内外成形极限应力图的研究进展,并指出了目前成形极限应力图研究所面临的主要问题.     

22MnB5超高强钢热冲压成形工艺及试验

考虑材料的热物理性能参数、力学性能与温度的关系,利用ABAQUS软件建立了22MnB5超高强钢热冲压过程的热力耦合有限元模型,选用合适的热冲压工艺参数进行数值分析,得到了坯料热冲压成形的应力应变分布,并以板料初始温度为变量,研究不同初始温度对零件厚度分布、回弹及冷却速率的影响。进行了板料初始温度为900℃的22MnB5超高强钢热冲压试验,零件厚度分布及回弹量与模拟结果基本吻合,各区域淬火组织均为板条状马氏体,由于零件底部的淬火冷却速率较大,马氏体组织更加均匀细小。     

影响钢板冲压成形极限因素的研究

对拉深、胀形和翻边等几种典型变形方式下,影响钢板成形极限的材料影响因素和工艺影响因素进行了分析,采用正交试验方法和计算机模拟技术分析了各影响因素的作用大小,结果表明各影响因素在几种典型变形方式下的影响效果差异明显,为分析实际的冲压开裂现象和解决开裂缺陷提供了依据.     

凸模直径以及试件形状对成形极限图的影响

成形极限图(FLD)反映了板料在各种应变路径下的应变极限,是综合衡量板料成形性能的一个重要指标。在用半球形凸模进行试验时发现,所用凸模直径和试件形状的不同对FLD有影响。采用两种不同直径的凸模和两组不同形状的试件进行了试验,获得了4种情况下的FLD,对比分析了凸模大小和试件形状对试验结果的影响。结果表明:采用直径较大的凸模得出的FLD低于采用小直径的凸模得到的FLD,试件形状对于FLD的左半部影响较大,中间带圆弧形的试件得出的FLD左半部低于中间部分平行的试件得到的FLD,试件形状对右半部FLD没有影响。     

车用热成形先进高强度钢板样件的热胀形特征及成形性分析

通过高温热胀形特征分析,研究热冲压22MnB5合金在不同温度下的成形性,并利用Dynaform软件仿真验证。比较成形温度在800 ℃和700 ℃时样件的热胀形特征,结果表明,在800 ℃时成形,样件由于平面应变方向主应变过大,拉压应变区次应力为负值,造成拉伸破裂;在700 ℃下冲压成形的试件,各部分应变都处于安全区域,双向拉伸区域和拉伸-压缩复合区域的变形均匀,较前者成形性良好。另外,提出关于热成形先进高强度钢(Advanced high strength steel, AHSS)样件,其最佳成形温度不是现有文献报道的800～850 ℃的范围内,该结论为深入探索最佳成形温度、提高成形性提供了方向;建立成形前的快冷法(冷速不低于27 ℃/s),降温到目标温度700 ℃左右冲压成形。试验证明：通过该方法,样件的成形性明显改善,微观结构更为致密。     

汽车零部件热成形极限裕度云图的构建与应用

在热冲压工艺中,热冲压钢板处于高温状态,不同位置温度分布有明显差异,传统方法难以评价冲压件的成形性,考虑温度的三维成形极限图能有效评价热冲压件的成形性能,但无法判断热冲压件的安全裕度。针对上述问题,在考虑温度的三维成形极限图的基础上,首先提出了成形裕度的计算方法;然后结合数值模拟和理论分析手段,构建了适用于评价高强钢板热冲压的安全裕度云图;最后对某汽车B柱热冲压不同工艺过程进行了仿真分析,并与试验进行了对比。结果表明,在不同工艺参数和板料尺寸下,构建的裕度云图均能有效预测高强钢板热冲压件的开裂部位和程度。     

板料局部成形成形极限的数值研究

通常在板料冲压成形中,通过成形极限图来预测板料成形时的缩颈、破裂现象。而采用增量成形技术成形板料时,板料的成形极限高于传统冲压成形。这一现象导致了从成形机理上研究板料增量成形极限为什么会高于传统冲压成形极限成为当前的研究热点。假定厚度方向的几何缺陷来表示局部弱化区,通过在板料厚度方向引入工具作用来研究局部材料的稳定性的影响。分别采用BAMMAN_DAMAGE模型和假定几何缺陷的方法来研究横向模具作用对板料成形均匀化的影响。通过数值模拟的方法研究了增量成形能提高成形极限的原因及机理,并考察在这个过程中板料应力和板料应变的变化情况。     

高强度钢板热成形热、力、相变数值模拟分析

在已建立的高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型和板料、水冷模具相互耦合的接触热传导模型基础上,基于自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King-Mesh analysis system)构建热成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块。对典型U形高强度钢板的热成形过程进行数值模拟分析;计算板料与模具相互耦合的温度场变化规律,并将钢板组织相变释放的潜热考虑其中;将温度场计算结果引入热成形热、力、相变多场耦合的本构方程和静力显式有限元列式中,计算钢板等效应力和组织相变分布变化规律。通过钢板温度场以及马氏体转变量数值模拟结果与试验结果的一致性对比,验证建立的多场耦合本构模型和KMAS热成形仿真模块的正确性和有效性。     

Thermo-mechanical-martensitic Transformation Numerical Simulation of High Strength Steel in Hot Forming

在已建立的高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型和板料、水冷模具相互耦合的接触热传导模型基础上,基于自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King-Mesh analysis system)构建热成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块.对典型U形高强度钢板的热成形过程进行数值模拟分析;计算板料与模具相互耦合的温度场变化规律,并将钢板组织相变释放的潜热考虑其中;将温度场计算结果引入热成形热、力、相变多场耦合的本构方程和静力显式有限元列式中,计算钢板等效应力和组织相变分布变化规律.通过钢板温度场以及马氏体转变量数值模拟结果与试验结果的一致性对比,验证建立的多场耦合本构模型和KMAS热成形仿真模块的正确性和有效性.     

Application of Hot Forming High Strength Steel Parts on Car Body in Side Impact

Lightweight structure is an important method to increase vehicle fuel efficiency.High strength steel is applied for replacing mild steel in automotive structures to decrease thickness of parts for lightweight.However,the lightweight structures must show the improved capability for structural rigidity and crash energy absorption.Advanced high strength steels are attractive materials to achieve higher strength for energy absorption and reduce weight of vehicles.Currently,many research works focus on component level axial crash testing and simulation of high strength steels.However,the effects of high strength steel pans to the impact of auto body are not considered.The goal of this research is to study the application of hot forming high strength steeI(HFHSS)in order to evaluate the potential using in vehicle design for lightweight and passive safety.The performance of HFHSS is investigated by using both experimental and analytical techniques.In particular,the focus is on HFHSS which may have potential to enhance the passive safety for lightweight auto body.Automotive components made of HFHSS and general high strength steel(GHSS)are considered in this study.The material characterization of HFHSS is carried out through material experiments.The finite element method,in conjunction with the validated model is used to simulate the side impact of a car with GHSS and HFHSS parts according to China New Car Assessment Programme(C-NCAP)crash test.The deformation and acceleration characteristics of car body are analyzed and the injuries of an occupant are calculated.The results from the simulation analyses of HFHSS are compared with those of GHSS.The comparison indicates that the HFHSS parts on car body enhance the passive safety for the lightweight car body in side impact.Parts of HFHSS reduce weight of vehicle through thinner thickness offering higher strength of parts.Passive safety of lightweight car body is improved through reduction of crash deformation on car body by the application of HFHSS parts.The experiments and simulation are conducted to the HFHSS parts on auto body.The results demonstrate the feasibility of the application of HFHSS materials on automotive components for improved capability of passive safety and lightweight.     

基于有限元法的高强度钢板SPCC成形极限图研究

基于有限元模拟软件dynaform,结合最大载荷判断准则和应变路径判断准则,获取极限应变数据,从而准确地确定高强度钢板SPCC的成形极限图。利用有限元模拟方法较为方便的研究了不同摩擦条件以及不同应变速率条件下的成形极限曲线规律,为生产实践提供依据。     

高强度硼钢热成形技术研究及其应用

从理论分析、数值模拟、试验研究上对汽车车身超高强度硼钢热成形技术进行研究.以汽车门内防撞梁热成形为例,分析高温下热成形硼钢的成形性能影响因素及其规律,指出硼钢热成形的最佳温度区间为750～800 ℃,进而用数值模拟的方法进行门内防撞梁模具工艺设计、用优化仿真的方法确定模具冷却管道设计并通过试验的方法进行确认,最后用设计的模具进行硼钢的拉延成形并对产品进行硬度测试、拉伸试验及金相分析,测试的维氏硬度均大于430,材料的屈服强度为 1 100 MPa,强度极限达到1 430 MPa,观察到的马氏体组织比较均匀,这些试验结果证明方法的可行性.从而为汽车热成形产品提供了可用于产业化生产、切实可行的一套理论分析、数值模拟及试验研究相结合的技术.     

缸体的摩擦热成形模具及防护

简要介绍了摩擦热成型模具，工件成形原理以及模具材料选择模腔保护。