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第三代汽车钢剪切边裂纹敏感性研究
| 论文题名： | 第三代汽车钢剪切边裂纹敏感性研究 |
| 关键词： | 汽车钢;锰钢;剪切边;剪切间隙;裂纹敏感性;数值模拟 |
| 摘要： | 高强度化是汽车钢的发展趋势，然而随着强度水平的提高，钢的塑性通常降低，并且剪切边在翻边成形过程中容易开裂。第三代汽车钢显著提高了高强度钢的塑性，但剪切边开裂的现象仍然存在。本文以第三代汽车钢中锰钢为对象，利用剪切拉伸试验、维氏硬度、微观组织表征的方法，研究了剪切间隙、奥氏体相、材料强度、加工方法等因素对中锰钢剪切边质量的影响，并利用Deform软件对剪切过程进行了数值模拟。 在剪切间隙为2%t、5%t、6.6%t、10%t、15%t（t为板材厚度）条件下，剪切边出现了圆角区，光亮区，破裂区等特征，当间隙大于10%t时产生了明显的毛刺缺陷。随着剪切间隙的增加，圆角区、破裂区、毛刺的面积增加，剪切边附近微孔洞数量与面积增加，加工硬化的程度和范围增大，剪切拉伸样品的塑性逐渐降低。间隙小于5%t时，剪切拉伸样品出现颈缩现象，接近光滑试样，而当间隙大于6.6%t时，剪切边质量差，剪切拉伸样品不出现颈缩。推荐剪切间隙为2%t-5%t。 对比研究了亚稳奥氏体含量为15%和0的钢剪切边，亚稳奥氏体相在剪切过程中会发生马氏体转变，使得其剪切边硬度值和硬度波动范围相对不含奥氏体钢更大。研究了屈服强度分别为235MPa,500MPa和700MPa汽车钢板的剪切边，发现高强度级别钢的剪切边受间隙影响更大，减小剪切间隙利于提高高强度钢的翻边成形性能。 对比研究了激光加工、线切割加工、剪切加工三种方法对剪切边的影响。结果表明，线切割对剪切边硬度和塑性影响最小，激光切割样品边部组织出现淬火马氏体导致硬度最高，剪切加工样品发现形变诱导相变的马氏体导致影响区域最大；小间隙剪切或者打磨后的剪切边的塑性可以达到与激光加工相当的水平。 数值模拟了在6.6%t、10%t、15%t三个剪切间隙下中锰钢的剪切过程。对于中锰钢使用ayada断裂准则，模拟结果更佳。此条件下，模拟结果与试验结果都是在间隙大于10%t时，毛刺发生明显长大。随着剪切间隙增大，板材的受力影响区增大。 |
| 作者： | 韩硕 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵坤民;常颖;王存宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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