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汽车深冲薄钢板冲压成形及损伤机理研究

李立军  
【摘要】:为了促进我国汽车薄钢板国产化,降低汽车生产成本,提高汽车质量,对汽车深冲薄钢板进行冲压成形研究具有十分重要的意义。在此背景下,本文利用应变分析方法对汽车复杂冲压件的选材优化、润滑工艺优化、冲压工艺优化等进行了研究,提出了新的汽车零件成形分类方法和汽车深冲薄钢板冲压级别分类方法,建立了符合IF钢冶金学特点的冲压成形损伤模型。 在分析满足复杂汽车冲压件网格印制技术要求的基础上,开发了丝网法印制网格技术,该技术具有网格线条精度好、粘附性好、成本低、效率高等优点,非常适用于汽车冲压件的网格印制。 通过比较标准试验方法和数值模拟计算得到的冷轧薄钢板成形极限,表明两者相适性较好,在工程应用中可以直接采用数值模拟计算的成形极限。利用应变分析方法,通过测量零件成形后的应变分布,作出成形极限图,可以确定零件在冲压成形过程中的危险部位和主要变形特点,评价钢板的实际成形效果,从而对选材、润滑工艺、冲压工艺等进行优化。现场实际冲压验证表明,优化预测结果与实际冲压情况比较符合。利用应变分析方法,经过大量试验,对43种复杂冲压零件进行了应变分析和优化选材,建立了这些零件的选材数据库。 对汽车复杂冲压件的结构特征和变形方式进行分析,根据零件冲压成形中危险部位的结构特征和主要变形方式,建立了对零件进行成形分类的新方法。根据该方法,提出将汽车复杂冲压件分为拉延类、平面应变类和拉胀类等三类,以指导零件的冲压成形。 对汽车复杂冲压件的变形特点和钢板的实际成形能力进行分析,提出了利用平面应变点FLD_0对深冲薄钢板冲压级别进行分类的新方法,并将汽车深冲薄钢板分为七个级别。另外,在n值和r值之间的统计对应关系基础上,还研究了将按平面应变点FLD_0分类的钢板冲压级别转化为按n、r值和钢板厚度三者分类的冲压级别。 通过IF钢在成形过程中不同变形阶段微观结构的观察,分析了IF钢的损伤机理,建立了一种新的IF钢损伤模型。该模型与IF钢的冶金学特点有较好


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