基于細(xì)觀損傷的熱沖壓零件力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著汽車產(chǎn)銷量的不斷增加，近年來，環(huán)保問題及節(jié)能減排問題日益突出，汽車輕量化設(shè)計問題也逐漸被人們所重視，高強度鋼由于其高強度、高硬度的特點，對其熱成形工藝的研究逐漸成為了目前學(xué)術(shù)研究的熱點。高強度硼鋼22MnB5在熱成形后其脆性提高，韌性下降，因此，對于熱成形硼鋼的損傷及破裂研究也十分必要。作為車身中的抗撞及吸能部件，薄壁帽形結(jié)構(gòu)件是其中最常用的設(shè)計。
　　本文根據(jù)高強度熱成形的工藝流程，對硼鋼22MnB5進(jìn)行了淬火處理，通過單向

2、拉伸試驗研究了不同溫度淬火后材料的力學(xué)性能。為了描述材料的變形及斷裂過程，本文采用GTN細(xì)觀損傷模型對其進(jìn)行了仿真計算，通過響應(yīng)曲面及遺傳算法相結(jié)合的有限元反算法得到了適用于不同淬火溫度的細(xì)觀損傷參數(shù)。由于GTN模型中定義的材料損傷參數(shù)為基體內(nèi)部的孔洞體積分?jǐn)?shù)，當(dāng)應(yīng)力三軸度較低時，GTN模型將無法與預(yù)測剪切里造成的材料軟化及破裂，因此，本文通過在GTN模型中孔洞長大的表達(dá)式中加入剪切修正項的方法提高了GTN模型的預(yù)測精度。為了確定新加入

3、的剪切項中的參數(shù)，本文設(shè)計了不同的樣件形狀，以實現(xiàn)不同的出于較低范圍的應(yīng)力三軸度，通過試驗與仿真對比的方法，優(yōu)化得到了適用于不同淬火溫度樣件的剪切修正參數(shù)，將該修正后的GTN模型用于仿真計算，發(fā)現(xiàn)對于變形過程中包含剪切力影響的樣件，其預(yù)測精度明顯高于GTN模型。
　　由于壓潰過程中的應(yīng)力三軸度整體偏低，甚至為負(fù)值，因此，使用剪切修正后的GTN模型對帽形零件進(jìn)行仿真計算，結(jié)果顯示該修正模型能夠較好的預(yù)測帽形零件壓潰過程中的變形及破裂