高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形模擬方法研究.pdf

1、隨著超高強(qiáng)度板在汽車制造中的應(yīng)用，在高溫下成形板料并迅速冷卻來(lái)得到高強(qiáng)度沖壓件（如汽車底盤梁類零件，保險(xiǎn)杠，車頂圍欄，橫桿，縱梁等）的成形方法得到了廣泛的研究。由于超高強(qiáng)度鋼板材的熱沖壓工藝涉及到材料內(nèi)部微觀組織的演化過(guò)程、熱力學(xué)現(xiàn)象、表層氧化等現(xiàn)象，因此其研究非常復(fù)雜和具有挑戰(zhàn)性。同時(shí)，熱沖壓件生產(chǎn)成本高，對(duì)企業(yè)工藝技術(shù)、設(shè)備要求很高；且熱沖壓的工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜，模具冷卻設(shè)計(jì)中的冷卻管道的布置復(fù)雜且不可調(diào)試，容易造成工藝方案的失敗從而導(dǎo)致

2、企業(yè)的人力財(cái)力浪費(fèi)。為了縮短設(shè)計(jì)周期，減少在設(shè)計(jì)中的成本浪費(fèi)，熱沖壓技術(shù)中計(jì)算機(jī)輔助成形手段就顯得尤為重要。有限元仿真技術(shù)在生產(chǎn)工藝方案中的運(yùn)用，可以評(píng)價(jià)初步設(shè)計(jì)的工藝方案并優(yōu)化工藝方案設(shè)計(jì)，從而大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
　　本文結(jié)合JohnsonCook本構(gòu)方程研究了22MnB5超高強(qiáng)度鋼的熱力學(xué)性能。通過(guò)結(jié)合有限元法和優(yōu)化算法的逆分析方法來(lái)確定了JohnsonCook本構(gòu)方程中的參數(shù)。通過(guò)優(yōu)化前后的計(jì)算壓縮力和真實(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得壓縮力的

3、對(duì)比，優(yōu)化后的參數(shù)比優(yōu)化前的參數(shù)更能準(zhǔn)確地描述高溫條件下材料的變形行為。結(jié)合有限元和優(yōu)化算法的逆分析方法能為后續(xù)的沖壓工藝仿真和冷卻工藝仿真提供有效的材料模型，提高有限元仿真精度，是一切實(shí)可行和實(shí)用的方法。
　　本文同時(shí)討論了板料熱成形的力—熱—相變耦合的過(guò)程的力學(xué)現(xiàn)象、本構(gòu)應(yīng)變模型及通過(guò)混合定律描述材料冷卻時(shí)多相混合情況的屈服應(yīng)力模型。在此基礎(chǔ)上，以U型等截面件為研究對(duì)象，運(yùn)用熱-力-相變耦合有限元方法（FEM）對(duì)22MnB5鋼