高强钢DP780温热成形变形热研究

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近些年来,汽车行业的发展日新月异,在汽车生产上,也越来越注重节能环保,汽车轻量化的理念也越来越重要。从汽车的生产和制造来看,要实现汽车整车车身的轻量化,保证汽车有良好的碰撞安全性能,在整车制造中采用高强度钢板已经成为了主要的实现方法之一。由于高强钢板强度较高,冷成形过程中存在许多问题,如冲压压力大、工件易断裂或过度变形等;而在热成形的时候,对一个工件的表面来说,很容易被氧化,表面质量差,能耗较大等缺点。温成形技术是近些年来发展起来的一种新型的技术,此技术可以弥补在高强度钢板冷热成型中的一些不足,并且还能继承他们的长处。本文采用实验和数值模拟相结合的方法研究了DP780高强度钢板的温成形性能,通过本文的研究,达到更加深入细致地了解DP780高强钢板的相关性能,以及该钢板温成形的相关工艺。利用江苏大学MT5105微机控制电子万能试验机,在20℃~500℃范围内对DP780高强钢板进行热拉伸实验,通过改变温度和应变速率,得到该钢板与上述两个变量的关系曲线,即真应力-应变曲线。研究表明,当温度升高的时候,DP780的流变应力会相应地降低。但是温度达到300℃的时候,流变应力会出现反常状态,同时还发现其流变应力随应变率的增加而升高。进一步研究分析实验温度对材料的伸长率、弹性模量和泊松比的影响,结果表明当温度逐渐上升的时候,钢板的弹性模量反而逐渐下降,而延伸率和泊松比逐渐增大,表明较高温度和较低的应变率有利于高强钢板的塑性变形。通过建立关于DP780板料的杯突试验,得出DP780在20℃~500℃范围内的FLD,即成形极限图。研究发现,成形的温度对DP780高强度钢FLD有很大影响。总体上来看,当温度上升的时候,FLD曲线也会随之上移。但是当温度达到达300℃时,该高强度钢板会出现“蓝脆”现象,FLC出现异常,显示塑性变形能力低于室温。杯突值IE受成形温度和凸模速度影响很大,IE随温度的升高而增大,随凸模速度的增加而减小。同时增大试样宽度可使材料的成形力减小。表明温热状态下变形有利于提高高强度钢板的塑性。在ABAQUS/CAE仿真软件中通过建立油箱温冲压仿真的模型,研究压边力、模具初始温度以及板料的初始成形温度对高强钢DP780板料冲压成形结果的影响。研究发现,以板料最终温度和厚度分布作为衡量标准,综合考虑成形件的质量,150k N是油箱冲压成形时最合适的压边力。冲压开始之前适当提高模具初始温度,可以使成形件温度分布得更均匀,有利于改善成形件的组织性能,成形件的最小厚度值越小。随着板料初始温度的提高,最终成形后板料的温差也会逐渐增大,最小厚度值越小。
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