熱成形微觀組織預測及s形梁模具分區(qū)冷卻熱成形技術(shù)研究

1、碩士學位論文熱成形微觀組織預測及S 形梁模具分區(qū)冷卻熱成形技術(shù)研究M i c r o s t r u c t u r e P r e d i c t i o no f H o t S t a m p i n g a n d R e s e a r c h o nS —r a i lT a i l o r e dD i eQ u e n c h i n g學 號： 2 1 2 2 2 0 1 3完成日期： 2 0 1 5 ．0 5大連理工

2、大學D a l i a nU n i V e r S i t y o f T e c l l I l o l o g y大連理工大學碩士學位論文摘 要熱成形零部件由于其較高的強度和硬度被廣泛應用于汽車行業(yè)，成為目前實現(xiàn)汽車輕量化發(fā)展的重要舉措。但是，經(jīng)熱成形加工后的零部件伸長率降低，減少了碰撞過程中能量的吸收。因此，在熱成形技術(shù)的基礎之上，產(chǎn)生了一種新的技術(shù)，即強度復合熱成形技術(shù)。這種新的熱成形技術(shù)通過降低板料不同區(qū)域的冷卻速率來促使成

3、形件局部區(qū)域產(chǎn)生較軟的組織，從而獲得具有強度復合特性的零部件。在熱成形過程中，板料淬火時發(fā)生的相變決定了其最終力學性能。因此能夠正確預測相變過程對制造具有復合強度的零部件是非常重要的。本文首先通過編程實現(xiàn)了三種用來預測熱成形相變過程的動力學模型，并與實驗結(jié)果進行比較。其次，對S 形梁模具分區(qū)冷卻熱成形工藝進行有限元仿真，分析了模具溫度對冷卻速率及硬度分布的影響。最后，基于S 形梁分區(qū)冷卻熱成形數(shù)值模擬，利用課題組自己設計的S 形模具，進

4、行了相應的實驗研究，并與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比。此外，S 形梁成形時內(nèi)外圓角所受的應力狀態(tài)不同，通過對成形件內(nèi)外圓角的硬度大小進行分析，得到了應力狀態(tài)對硬度分布的影響。研究結(jié)果表明：( 1 ) 通過編程成功預測了A ．O 模型、L i 模型和K - v 模型在冷卻速率為1 ℃／s ~ 1 0 0 ℃／s 情況下的相變體積分數(shù)與硬度值。通過與文獻中的實驗值進行比較，發(fā)現(xiàn)L i 模型計算的結(jié)果和實驗值最接近，K - V 模型計算的結(jié)果與實驗值

5、偏差最大，A ．o 模型介于兩者之間。( 2 ) 模具溫度越高，板料的冷卻速率和硬度值就越低。冷卻速率由模具溫度為2 0 ℃時的4 4 ．4 ℃／s 下降至4 0 0 ℃／s 時的1 6 ．7 ℃／s 。模具溫度升至4 0 0 ℃，硬度值由2 0 ℃時的4 8 0 H V 下降至2 8 5 H V ，相比下降了4 0 ．6 ％。而且，隨著模具溫度的升高，促進了奧氏體向貝氏體轉(zhuǎn)變。( 3 ) 仿真預測的硬度變化趨勢和實驗結(jié)果是一致的，從而