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《重庆大学》 2012年
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BR1500HS前立柱加强件热冲压成形数值模拟及工艺研究

刘文  
【摘要】:汽车轻量化对超高强度钢板的需求,使得超高强度钢板热冲压成形工艺成为现在研究的热点。而超高强度钢板在热冲压成形时的温度状态是影响热冲压成形性能的关键。论文以超高强度钢BR1500HS为研究对象,通过建立左前立柱加强件热-力耦合有限元模型,优化了压料方式与和间接成形工艺参数,解决了由于压料面设计不合理、热冲压工艺选择不恰当、预成形工艺参数选择不科学而引起板料在成形时,出现的开裂、起皱、叠料等成形缺陷。论文的主要工作如下: ①超高强度钢BR1500HS成形性能研究。利用Gleeble1500热模拟实验机对BR1500HS进行高温热模拟拉伸实验,得到材料在不同温度、不同应变速率条件下的真实应力-应变曲线,运用SPSS统计软件对数据进行方差分析,确定了温度对板料的成形性能的影响最为显著。分析并指出BR1500HS在900~950℃范围内成形,具有较好的热塑性。 ②压料方式对BR1500HS超高强度钢热冲压成形性能的影响。通过分析A型压料面(压料面由零件的法兰部分和工艺补充部分共同组成)与B型压料面(压料面全部为工艺补充部分),两种压料方式对板料热冲压成形时的温度场、等效应变及壁厚变化的影响,首次提出采用B型压料方式,板料温度下降速度更慢,材料流动更均匀,热冲压成形性能更好。解决了由于热冲压成形工艺压料面设计不合理,使得板料温度下降过快,而导致板料在成形时容易出现缺陷。这为研究热冲压成形工艺,在压料方式的选择上提供了重要的参考。 ③不同的热冲压成形工艺对BR1500HS超高强度钢热成形性能的影响。针对左前立柱加强件热冲压成形直接工艺出现的开裂缺陷,以控制板料在成形时的温度为主线,提出了采用间接成形工艺的方式来解决板料成形缺陷,分析了间接工艺能提高材料成形性能的原因。并且,首次对间接工艺冷态预成形时的压边力与拉深行程对热冲压成形性能的影响进行了阐述。 ④解决了热冲压成形模具设计中如板料定位装置、模具冷却水道设计方式以及模具材料选择等关键技术问题,完成了对左前立柱加强件的热冲压成形试制。经过对试件精度的检测,切片金相分析,得到了满足工艺要求的制件。 对比各试验结果与有限元模拟分析结果,结果表明理论与实际结果有较好的吻合,验证了热冲压成形有限元模拟分析模型的可靠性,为BR1500HS超高强度钢在实际热冲压成形工艺应用中,提供了重要的技术参考。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG386

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