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复合应变路径下DP780动态塑性变形行为研究
| 论文题名： | 复合应变路径下DP780动态塑性变形行为研究 |
| 关键词： | 电磁辅助冲压;高强钢;高应变率;本构方程;动态塑性变形;车身轻量化 |
| 摘要： | 近年来，随着车辆制造业的迅速发展和全球环境压力的增加，“车身轻量化”正在成为车辆制造业发展的必然趋势。在汽车制造领域，高强钢板的运用已成为实现汽车车身轻量化和保证车身结构强度的主要途径之一。但由于高强钢板材在传统的冷冲压成形工艺下很难成形结构复杂的工件，而且易出现大回弹、易破裂和形状畸变严重等成形问题。而基于高应变率局部增塑效应的电磁辅助冲压成形技术（EMAS）为高强钢板材复杂形构件的室温成形提供了一条有效途径，亟需开展相关基础研究工作。为此本文基于霍普金森拉杆技术在1000s-1-4000s-1的电磁成形典型应变率范围内对DP780板材塑性变形行为进行了研究，为进一步了解DP780的动态塑性流变规律及促进EMAS的工程化应用奠定基础。 基于EMAS中板坯的准静态变形-动态变形顺序加载的特点，通过霍普金森拉杆动态拉伸实验，获得了带有预变形的DP780试样在几种应变率下的动态应力-应变曲线，分别分析了应变率和预应变对DP780力学性能的影响。随后分别建立了修正的 Johnson-Cook经验本构模型和修正的以物理为基础的Zerilli-Armstrong本构模型，分析了预应变对材料本构模型的影响。研究结果表明，上述应变率条件下，DP780有一定的应变率敏感性，应变率从1150s-1上升到1900s-1时试样的屈服强度和极限拉伸强度都有明显的增加，但从1900s-1升到2800s-1和4200s-1时屈服强度和极限拉伸强度都变化不明显，甚至极限拉伸强度略有下降，这是绝热温升引起的热软化效应产生的影响；准静态预应变会增加试样随后的动态拉伸流变应力；对于建立的DP780的两个本构模型，实验结果表明修正的Johnson-Cook模型和修正的Zerilli-Armstrong模型都能够较好的描述其动态本构关系，10％预应变下DP780的应变硬化参数相对5%预应变条件下的更高，应变率硬化参数相对较低。 采用理论分析、显微硬度及SEM、TEM等微观分析相结合的方法分别对DP780的断裂方式和板坯的动态塑性流变机制进行了研究。结果表明，应变率1900s-1以上时断口附近硬度值不再有明显的升高，这是热软化效应的结果；DP780试样各变形条件下的断裂形式均为韧性断裂；随着应变率的增加，晶体内部的位错密度增加，位错的缠结也更加明显，应变率为1900s-1时在断口附近晶体内有孪晶产生，说明在所研究的应变条件下DP780的变形以位错运动为主，当应变率增加到一定值时DP780的塑性变形机制为位错机制和孪生机制。准静态条件下材料的塑性变形以单系位错滑移为主，而动态条件下塑性变形时位错呈现出多系滑移特征。 |
| 作者： | 孟维金 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 刘大海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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