DP590雙相鋼板材預(yù)脹充液拉深成形研究.pdf

1、采用雙相鋼等先進(jìn)高強(qiáng)鋼板材零件是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化主要途徑之一。由于雙相鋼板材屈強(qiáng)比低，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度差值大，必須具有充分的變形量，才能通過(guò)加工硬化使零件成形后獲得足夠的強(qiáng)度。但是，剛性模具拉深和普通充液拉深零件存在變形不充分且不均勻的問(wèn)題，影響了雙相鋼板材零件整體承載能力。本文提出了采用充液預(yù)脹方法調(diào)整變形量和硬化程度，為了克服反脹對(duì)變形量調(diào)節(jié)受限的問(wèn)題，提出了正脹和局部反脹充液拉深二種新方法。以DP590雙相鋼平底筒形件和復(fù)雜曲面件

2、為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，系統(tǒng)地研究了反脹、正脹和局部反脹三種預(yù)脹方法對(duì)充液拉深過(guò)程變形與硬化的影響規(guī)律。
　　通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)和應(yīng)變網(wǎng)格法，建立了DP590雙相鋼硬度和等效應(yīng)變兩者之間的關(guān)系曲線。當(dāng)采用數(shù)值模擬方法得到復(fù)雜形狀零件各點(diǎn)等效應(yīng)變時(shí)，通過(guò)該曲線，可得到各點(diǎn)等效應(yīng)變對(duì)應(yīng)的硬度值，從而可以判斷復(fù)雜形狀零件的硬化效果。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，系統(tǒng)研究了平底筒形件的反脹充液拉深變形過(guò)程。研究結(jié)果表明：預(yù)脹是

3、通過(guò)底部減薄增大變形，從而提高筒形件底部硬化程度，改善整體變形均勻性；預(yù)脹量越大，底部減薄率和硬度值越大。與普通充液拉深相比，筒形件底部硬度提高31％，等效應(yīng)變差降低37%。但是折疊缺陷限制了反脹對(duì)變形的調(diào)節(jié)范圍。對(duì)于筒形件，當(dāng)相對(duì)預(yù)脹高度達(dá)到30%時(shí)，在凸模與壓邊圈的縫隙處出現(xiàn)折疊。數(shù)值模擬揭示了折疊缺陷產(chǎn)生的機(jī)理。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：反脹充液拉深成形平底筒形件底部存在增厚現(xiàn)象，增厚點(diǎn)位于距試件底部中心約3/4半徑處，其增厚機(jī)理為：在壓平階段

4、后期筒形件該點(diǎn)受到較大徑向壓縮而形成。
　　針對(duì)筒形件反脹充液拉深中變形調(diào)節(jié)量受折疊缺陷的限制問(wèn)題，提出了正脹充液拉深成形方法。實(shí)驗(yàn)表明：正脹充液拉深提高了預(yù)脹高度和擴(kuò)大了變形調(diào)節(jié)范圍，從而有利于提高筒形件變形均勻性。對(duì)于筒形件，相對(duì)預(yù)脹高度達(dá)到30%，正脹充液拉深獲得的試件底部硬度比普通充液拉深增加40%，等效應(yīng)變差降低56%。
　　提出采用硬化面積率表征復(fù)雜曲面件硬化程度的方法，面積率越大，表明變形強(qiáng)化效果越好。反脹充液

5、拉深試件底部硬化面積率與普通充液拉深的相當(dāng)，反脹充液拉深不適合于復(fù)雜曲面件成形。復(fù)雜曲面件正脹充液拉深成形的相對(duì)預(yù)脹高度可達(dá)到24%，相應(yīng)的底部硬化面積率達(dá)到73%，與普通充液拉深相比，提高了60%。
　　針對(duì)復(fù)雜曲面件變形量調(diào)節(jié)困難的問(wèn)題，提出了局部反脹充液拉深成形方法。該方法可改變復(fù)雜曲面件局部區(qū)域內(nèi)變形，增加曲面部分變形量，從而提高試件整體硬化效果。局部反脹充液拉深試件底部硬化面積率達(dá)到了81%，與普通充液拉深相比，提高了6