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汽车B柱热成形工艺数值模拟及优化
| 论文题名： | 汽车B柱热成形工艺数值模拟及优化 |
| 关键词： | 汽车B柱;热冲压成形;数值模拟;参数优化;冷却水道 |
| 摘要： | 与高强钢冷冲压工艺相比，热冲压成形工艺可以有效降低成形件减薄、回弹等缺陷问题，因此热冲压成形工艺在汽车件生产中的应用越来越广泛。汽车B柱是汽车侧面碰撞中的重要受力部件，是提升汽车安全性的重要部件，主要由高强钢制备而成。高强钢的使用可以在提升汽车安全性的同时，实现汽车轻量化目标，已成为汽车钢的主要发展方向。本研究以某汽车生产企业提供的汽车B柱为对象，针对成形件回弹、减薄等缺陷问题进行了研究，主要内容如下： 利用Autoform软件模拟汽车B柱热成形过程，确定了合理的热成形工序和板料线的形状，并判断了压料板的控制方式为间隙控制，获得了合适的模具初始温度为70℃。采用单一变量的研究方法深入研究汽车B柱热成形工艺参数：出炉温度、冲压速度、摩擦系数和保压时间对回弹量和减薄率的影响规律，获得了最佳热成形工艺参数的模拟取值范围：出炉温度900~960℃、冲压速度60~100mm/s、摩擦系数0.3~0.4、保压时间5~15s。 利用响应面优化设计方法建立新的目标函数与二阶响应回归模型，采用Design-expert软件进一步对拟合出的回归方程进行误差统计分析，从而获得了最优的汽车B柱热成形工艺参数组合：出炉温度937.117℃、摩擦系数0.339、保压时间11.879s、冲压速度64.892mm/s。通过数值模拟验证，汽车B柱最大回弹量由1.43mm降低至0.624mm，降低幅度高达56.364%。进一步对汽车B柱成形件中间U形件部位进行保压淬火模拟，讨论了水道距型腔面距离、水道中心距、水道直径、水道流速等因素对热冲压成形件温度场的影响规律。 |
| 作者： | 马飞 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 裴未迟;刘永久 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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