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《吉林大学》 2012年
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双相钢吸能模拟研究及在车身零件设计中的应用

张俊  
【摘要】:随着当今科技的快速发展,人们对材料性能分析预测的准确性要求越来越高,传统的从宏观上对材料结构进行性能分析有时已经难以达到我们的要求,这是由于在宏观状态下,材料一般表现出性能分布的均匀性,而当在微观状态下,由于晶相分布、加工工艺等原因,材料就会表现出性能分布的不均匀性,尤其是在微结构状态下,有时材料性能分布的不均匀性就会表现的较为明显,另外在微观晶相状态下由于性能分布的不均匀性材料的损伤破坏也会表现的与宏观状态下有所不同。另外在汽车轻量化的趋势下,双相钢由于其良好的性能得到了广泛应用,双相钢是典型的由两相构成的材料,研究其为微观晶相条件下的性能具有很大意义。 本文正是以此为出发点和突破口,探讨了材料微观晶相组织的建模方法,并利用这种方法对双相钢进行微观晶相组织建模,然后利用这种双相钢晶相组织建模仿真的方法进行双相钢吸能模拟的研究,探讨双相钢在不同马氏体含量下的吸能特性表现,并将结果应用在汽车零部件中进行模拟分析,指导双相钢在汽车零部件设计中的应用及优化。 本文首先介绍了相关学科的发展情况以及研究基础,继而提出了一种基于Voronoi理论的金属材料二维微观晶相组织建模方法,并将这种方法应用到双相钢的二维微观晶相组织建模当中去,建立了双相钢的微观晶相分析模型,形成了完整的建模到分析的流程,探讨了损伤准则的选用等要点。进一步的,利用前面形成的双相钢晶相建模分析方法,建立了系列模型,分析了不同马氏体比例下双相钢吸能的效果,得出了吸能最优时的铁素体以及马氏体两相的配比。最后将双相钢吸能效果分析得到的一些典型两相配比条件下材料力学性能赋值到建立的汽车保险杠模型中,进行碰撞分析,检验其吸能效果,同时反馈前面微观晶相建模的效果。 本文通过建立完整的一套从材料的微观晶相组织建模、分析、应用的流程,不仅在双相钢的吸能优化上得到了良好的效果,也为相关的微观建模仿真提供了一种可以借鉴的方法。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U465

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