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高强度钢板热成形分析与数值模拟研究
| 论文题名： | 高强度钢板热成形分析与数值模拟研究 |
| 关键词： | 高强度钢板;热成形分析;相变耦合;二次开发;数值模拟;汽车材料 |
| 摘要： | 进入21世纪以来,汽车作为一项高消费品已经悄悄地融入到了大部分的国民生活当中。但是,随着人民生活水平的节节攀升以及人类对于地球环境的重视,大家对汽车安全性和环保性的要求越来强烈,因此,高强度钢板在汽车车身及其结构件上的应用也就越来越广泛了。然而,由于高强度钢板在常温下的强度较高,变形抗力很大,使得利用普通冷冲压成形的方式很难将其成形。因此高强度钢板热成形技术就应运而生了。热成形技术是将高强度钢板加热到奥氏体化状态,保温一定时间,然后通过带有冷却系统的模具成形及冷却的一种新型冲压工艺,由于高温时材料的变形抗力大大下降,易于材料的成形,成形之后再由模具对其进行冷却淬火,使之转变为马氏体,从而强度得到大大提高。 本文从高强度钢板热拉伸实验、热成形理论、热成形本构模型及热成形过程的有限元数值仿真模拟等方面对高强度钢板热成形技术进行了研究。 论文的主要工作如下: 1)高强度钢板BR1500 HS的热力学行为研究。利用Gleeble1500热模拟实验机对BR1500 HS进行高温热模拟拉伸实验,考察变形温度和应变速率对材料应力应变的影响,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。 2)高温流变模型的建立。根据高强度钢BR1500HS的高温真实应力应变数据,建立了其高温流变方程。 3)材料新的本构模型的建立以及VUMAT子程序的二次开发。根据传热学、塑性力学以及相变动力学,建立了高强度钢板新的本构模型,这个模型中引入了温度以及过冷奥氏体发生相变时对材料性能的影响,并基于Abaqus软件进行了新本构的二次开发。 4)高强度钢板热成形数值模拟。分别用新建的模型与软件自带的Johnson-Cook模型对U型件进行热成形模拟,比较两种模型模拟后板料的厚度以及回弹量与实验值的差别,结果得出由新建的模型得到的板料厚度及回弹与实验值更接近,说明运用新模型能够更加准确的模拟热成形的过程。 |
| 作者： | 周同贵 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 李军超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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