高强钢板U形件热冲压技术及有限元分析

高强钢板热冲压技术是解决其冷冲压缺陷的新型加工技术.建立了U形件的热冲压有限元模型,采用热力耦合分析方法得到了热冲压过程中板料的温度、厚度及应力的分布规律,并研究板料和模具的初始温度对热冲压后制件的温度及应力分布规律的影响.结果表明,U形件压边区域、圆角处温度下降较慢,中心区域和两侧壁温度下降很快;两侧壁和圆角处减薄较大;凸模圆角处应力最大,压边区域和底部中心区域应力值最小;模具初始温度不变,板料初始温度增加,冲压结束时制件的最低温度、应变最大值随之增加,厚度最小值、应力最大值随之减小;板料初始温度不变,模具初始温度增加,冲压结束时制件的最低温度、应变最大值随之增加,厚度最小值、应力最大值随之减小.     

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。     

两种典型车用高强钢板高速率成形试验研究

通过准静态下的拉伸试验获得深冲无间隙钢B170P1和烘烤硬化钢B180H1的冲压性能参数,对不同宽度的钢板进行静态拉伸试验和杯突试验,获得两种钢板在准静态下的成形极限图;采用间接加工方式,对两种钢板进行了电磁胀形试验,分析了驱动片厚度、放电电压和放电电容对成形的影响规律;比较了准静态和电磁间接成形两种条件下烘烤硬化钢B180H1和深冲无间隙钢B170P1的成形极限图;分析了高速率成形对B170P1钢和B180H1钢成形性能的影响。     

高强钢热成形技术应用分析

如何才能在日益激烈的市场竞争中胜出,已经成为每一个汽车企业面临的一大难题。物竞天择,优胜劣汰,要想不被淘汰,就要在产品中不断使用新工艺、新技术,高强钢热成形技术就是其中之一。高强钢热成形技术在实现整车轻量化的同时又保证了整车的安全性能,即在不降低车身结构稳定性的同时减轻了车身重量。本文结合国外汽车行业高强钢热成形技术的发展和热成形零件在江淮汽车上的应用,分析了高强钢热成形技术的工艺流程及高强度钢板热成形零     

汽车轻量化与高强度钢板的成形性分析

阐述了轻量化在汽车工业中广泛应用的现状及必要性,以及对高强度钢应用的具体情况,然后对比分析了高强度钢中的BIF340、ZstE180BH钢与现生产用钢ST14F、ST14ZF的成形性,最后对高强度的未来发展作了一个展望。     

超高强度钢板热冲压成形生产线在山东大王金泰集团建成

高强度钢板热冲压技术目前已成为兼顾轻量化与提高汽车碰撞安全性的最好途径,受到了全球汽车厂商与钢铁生产企业的青睐和极大关注。目前,国内热冲压生产线以耗资巨大的进口生产线为主,山东大王金泰集团攻克各种关键技术,成功建成了800t自动化超高强度钢板热冲压成形生产线。     

高强度钢板热成形极限的模具设计及试验研究

热冲压成形工艺在车身上得到越来越广泛的应用,成形极限是冲压成形性能的重要指标。介绍了高强度钢板的热成形极限试验方法,设计制造了能满足高温胀形要求的热成形极限试验模具,进行了高温下的热成形极限试验。利用光化学蚀刻法和坐标网格分析法测量得到了800℃下22MnB5钢板的成形极限图。     

考虑成形历程的热冲压钢板应用研究

通过数值模拟对某车型B柱外板热冲压工艺及工艺参数进行研究,验证热冲压直接成形工艺及其参数的可行性,热冲压实验及对试样的拉伸实验证明了数值模拟的有效性及所提出的B柱外板热冲压直接工艺及参数的正确性;设计了3种方案对B柱在车辆侧面碰撞作用进行分析研究,通过B侵入量跟踪对比,说明热冲压技术在轻量化领域及提高耐冲击碰撞方面的突出优势。分析了热冲压零部件残余应变的特征,阐述了残余应力的产生及作用机理,给出了考虑成形历程的热冲压技术应用方法。     

中厚高强度钢板热冲压冷却速率的研究

对中厚高强度钢板U形件进行创新型研究,通过对两种不同冷却系统的热冲压模具所得到的U形件进行冷却速率研究,发现带水浴池冷却系统模具得到的U形件平均冷却速率显著大于带冷却管道冷却系统模具得到的U形件的平均冷却速率、且U形件温差较小,很好地解决了中厚板料在热成形过程中因板料厚度大而平均冷却速率减小、板料淬火不均匀温差大影响热冲压件力学性能等问题,同时大大缩短了淬火时间,提高生产效率。     

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。     

基于连续介质损伤力学的高强度钢板热成形性数值预测

基于连续介质损伤力学模型,建立耦合损伤的热成形本构方程。将该本构方程引入到自主开发的金属成形有限元软件KMAS中,从而可对高强度钢板在热成形过程中的损伤演化及成形性能进行预测。本构方程中与温度及应变率相关的损伤参数控制着热成形过程中的损伤演化,对成形性数值预测具有重要的意义。为标定本构方程中的损伤参数,进行不同温度及应变率下的等温热拉伸试验,并对拉伸过程进行数值模拟,通过优化对比数值计算和试验所得的力-位移曲线,获得了不同温度及应变率下的损伤参数。随后将损伤参数引入KMAS中,对一款典型汽车B柱在热成形过程的成形性进行数值预测,并与试验结果进行对比,结果证明了所建立耦合损伤本构方程的正确性。     

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M-K模型的相变诱发塑性钢板的成形极限研究

在M-K模型的基础上，将描述相变诱发塑性的硬化方程引入到成形极限的推导中，通过考虑板料冲压成形过程中硬化性能的变化对TRIP钢极限变形能力的影响，建立了适合于TRIP钢板的成形极限预测模型。预测结果与试验结果吻合较好，表明提出的考虑相变诱发塑性效应的成形极限预测模型较准确地预测了相变诱发塑性钢的极限变形能力，有利于指导相变诱发塑性钢板成形工艺。     

SAE4130钢管热压成形工艺分析

以SAE4130钢管为研究对象,分别在不同温度下进行塑性成形试验,通过宏观和微观组织观察、硬度测试等方法,研究SAE4130钢管在不同温度条件下塑性成形的规律,得到较优的不锈钢管塑性成形温度条件。结果表明,SAE4130钢在加热条件下具有更好的塑性,能实现更大程度的塑性变形。随着加热温度的升高,马氏体含量降低,贝氏体含量升高,此时对管端进行塑性成形,得到的成形部位质量最好。     

基于AUTOFORM的板料高强度钢零件回弹补偿研究及应用

白车身零部件在冲压成型后都存在回弹,严重影响冲压件的产品质量.传统的修正回弹方法是根据实际产品测量数据,然后修正模具,再重新试模和修正,直到符合品质要求,如此反弹调试,消耗大量的时间及人力物力.因此,精确仿真回弹量以及有效控制回弹已经成为白车身冲压领域最为关注的问题.本文利用专业分析软件,采用AUTOFORM软件对某高...     

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。     

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。     

汽车高强钢纵梁热冲压实验研究

通过在自主研制的热冲压实验线上开展汽车纵梁热冲压实验,探明并对比了无涂层和不同润滑条件下Al-Si涂层22MnB5板对复杂零件热冲压成形质量和组织性能的影响。结果表明：①相比于无涂层板,涂层板能有效改善氧化脱碳现象,但涂层中形成的孔隙和裂纹容易导致零件在成形时产生破裂;采用水基石墨润滑不能消除破裂;采用玻璃润滑能有效避免破裂。②无涂层板的抗拉强度和屈服强度较高,无润滑和石墨润滑涂层板次之,玻璃润滑涂层板的抗拉强度和屈服强度较低;无涂层板的延伸率较涂层板的延伸率大。③玻璃润滑涂层板的表面粗糙度较小,无涂层板次之,无润滑和石墨润滑涂层板的表面粗糙度较大。     

基于三维成形极限应力图的AA6061挤压管材成形性能分析

为解决AA6061挤压管材成形性能极差的问题,建立了“固溶水淬+颗粒介质胀形+人工时效”的铝合金管件成形工艺流程。研究了固溶水淬和人工时效工艺参数对材料性能影响规律,并建立了考虑厚向应力的三维成形极限应力图;建立了管件颗粒介质胀形有限元仿真模型,分析管件变形特征质点的运动轨迹和应力应变状态,并应用理论成形极限图对管件破裂失稳点和胀形极限进行分析和预判。四方截面管件胀形工艺试验结果表明,颗粒介质胀形工艺与合适的热处理工艺相结合能够有效地解决AA6061挤压管材的成形问题;考虑厚向应力的三维成形极限应力图可作为铝合金管件胀形工艺方案制定的破裂失稳判据。