鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷行為的研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和人們對安全、節(jié)能、環(huán)保、防腐蝕的要求越來越高，鍍鋅鋼板在汽車行業(yè)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但由于鍍層和基體力學(xué)性能的差異，鍍鋅鋼板沖壓過程中會產(chǎn)生鍍層粉化、剝落、開裂等鍍層損傷現(xiàn)象，同時，工件表面容易產(chǎn)生劃痕、拉毛等缺陷。鍍鋅鋼板沖壓成形中的表面損傷已成為抑制其在汽車零部件應(yīng)用中的重要因素。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目（51175445），對熱鍍鋅鋼板（DC53D+Z）和合金化熱鍍鋅鋼板（DC53D+ZF）沖壓成形

2、表面損傷行為進(jìn)行了研究，分析其產(chǎn)生機(jī)理和影響因素，力求減小和消除鍍鋅鋼板沖壓成形中的表面損傷現(xiàn)象。
　　本文采用單向應(yīng)力狀態(tài)下的鍍層損傷機(jī)理以及鍍層損傷模型，并結(jié)合鍍層鋼板圓筒拉深過程的應(yīng)力解析解，分析了凹模圓角半徑、模具與板料的摩擦系數(shù)、壓邊力等工藝參數(shù)對鍍鋅鋼板圓筒拉深件鍍層損傷的影響。
　　設(shè)計了適合研究鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷的圓筒拉深實驗裝置，對鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷行為進(jìn)行了研究。實驗表明：熱鍍鋅鋼板沖壓成形表

3、面損傷有鍍層表面劃痕和熨平紋兩種形式，合金化熱鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷有鍍層龜裂和鍍層表面劃痕兩種形式；工件直壁靠近口部區(qū)域，表面損傷現(xiàn)象最嚴(yán)重；凹模圓角半徑對鍍鋅鋼板沖壓成形表面損傷有顯著影響，隨著凹模圓角半徑的減小，熱鍍鋅鋼板圓筒拉深工件表面熨平紋現(xiàn)象增加，合金化鍍鋅鋼板圓筒拉深工件表面鍍層龜裂程度增加；當(dāng)凹模圓角半徑為R3時，熱鍍鋅鋼板拉深工件表面熨平紋較為明顯，合金化熱鍍鋅鋼板拉深工件圓角區(qū)域和直壁口部區(qū)域還出現(xiàn)了一定程度的鍍層

4、脫落現(xiàn)象。
　　利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，建立基于界面結(jié)合的鍍鋅板圓筒拉深有限元模型，對鍍鋅鋼板拉深過程進(jìn)行模擬。模擬表明鍍鋅鋼板圓筒拉深工件外表面鍍層沿拉深方向的第一主應(yīng)變和垂直拉深方向的第三主應(yīng)變的分布規(guī)律與拉深工件表面損傷程度相關(guān)，第一主應(yīng)越大或第三主應(yīng)變越小，表面損傷現(xiàn)象越嚴(yán)重；凹模圓角半徑減小以及摩擦系數(shù)和壓邊力的增加，均導(dǎo)致第一主應(yīng)增大，加劇了工件表面損傷；單向應(yīng)力狀態(tài)下的鍍層損傷機(jī)理可應(yīng)用于復(fù)雜應(yīng)