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基于梯度性能分布的高强钢板件设计与制造
| 论文题名： | 基于梯度性能分布的高强钢板件设计与制造 |
| 关键词： | 高强钢;热冲压;梯度性能分布;吸能性能;板件设计 |
| 摘要： | 节能、安全、环保已是目前汽车工业面临的难题，同时也是其未来的发展方向。应用高强钢的车身结构实现汽车轻量化是解决以上问题的有效措施之一。但是由于高强钢的高强度而带来的低吸能性，使得其不能应用到汽车关键的碰撞结构件当中。目前白车身上关键的碰撞结构件多是由激光拼焊板组成的，这种结构件由不同厚度、不同镀层甚至是不同材料的钢板焊接在一起后冲压成形而制得。但是由于加工工艺限制，激光拼焊板也存在诸如焊缝处材料厚度和强度发生突变容易产生应力集中;材料性能梯度变化单一等缺点，不能满足碰撞中多种强度分布的要求等缺点。因此，本文旨在通过研究高强钢差强热冲压工艺实现热冲压工件梯度性能的连续变化，以提高汽车的碰撞安全性。 本文首先研究了热冲压工艺参数对材料组织和性能的影响规律，并利用改变加热温度的方法实现了不同强度热冲压工件的制备。其次对差强零件热冲压工艺方法进行了研究，根据可实现的方法设计了4种工艺手段，通过对比验证发现在该实验平台下，部分奥氏体化是较为有效的实现梯度性能分布的工艺方法，热冲压工件的成形精度良好、性能梯度变化明显。 在此基础上通过数值模拟与实验相结合的方法，研究了单一强度材料以及梯度性能与碰撞性能之间的关系。碰撞性能实验在摆锤式冲击试验机上完成一种类似于动态三点弯曲的过程。实验结果表明:随着材料抗拉强度的增加，工件的吸能量也逐渐增加，而弯曲后的回弹角度也逐渐增加。模拟模型参照修改后的摆锤式冲击试验建立。模拟结果与实验结果在规律上基本相似，但是存在定量的差异。通过对比实验和模拟的结果可以获得如下结论:单一性能热冲压工件抗拉强度提升，可使吸能性能增加但同时弯曲回弹角度增大不利于缓冲吸能，而不同梯度性能的热冲压工件随着奥氏体化区域增加，吸能性能也逐渐增加，但是弯曲后回弹角度要远小于同级别吸能性能的热冲压工件，缓冲吸能效果优于单一性能同吸能级别的热冲压工件。 |
| 作者： | 孙家琦 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 岳峰丽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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