【摘 要】
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DP490双相钢具有高强度、高韧性等特点,是汽车用高强度板材材料,主要利用冲压成型制作汽车车身结构件。然而,由于DP490双相钢板材具有明显的各向异性,在冲压工艺制定前进行模拟成型预测时,使用的本构模型没有充分考虑这种材料各向异性特点,导致预测精度达不到要求,从而不能很好地控制实际冲压生产中缺陷的产生,直接降低了冲压车间的生产效率和经济性。为此,本文构建适合DP490双相钢材料的本构模型。通过对模
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DP490双相钢具有高强度、高韧性等特点,是汽车用高强度板材材料,主要利用冲压成型制作汽车车身结构件。然而,由于DP490双相钢板材具有明显的各向异性,在冲压工艺制定前进行模拟成型预测时,使用的本构模型没有充分考虑这种材料各向异性特点,导致预测精度达不到要求,从而不能很好地控制实际冲压生产中缺陷的产生,直接降低了冲压车间的生产效率和经济性。为此,本文构建适合DP490双相钢材料的本构模型。通过对模型的校准,评价模型对DP490双相钢板材屈服行为表征的精度和适用性,从而提高数值模拟的准确性,为冲压工艺的制定提供指导。通过对DP490双相钢进行单轴拉伸实验和双轴拉伸实验,获取单轴和等双轴屈服应力及r值、法平面和对角线平面屈服轨迹和塑性应变率方向。与传统的评价体系相比,在RD-TD取样方向基础上,进一步增加了45°-135°取样方向测量的力学性能。采用Hill48和Yld2000-2d两种各向异性屈服准则,表征DP490双相钢板材各向异性屈服行为。其中,Hill48屈服准则采用应力和r值各向异性数据分别求解材料参数,Yld2000-2d屈服准则采用三种求解方法,即传统方法(Yld2000-EB)、近平面应变代替等双拉方法(Yld2000-PS)和单轴拉伸实验数据全局优化方法(Yld2000-Uni)。通过两种屈服准则及其不同参数求解方法预测DP490双相钢的单轴和等双轴屈服应力及r值、屈服轨迹和塑性应变率方向,并推导出沿轧制方向不同角度的单轴硬化曲线,及不同加载比例的双轴硬化曲线,全面评估屈服准则的有效性及适用性。与此同时,开展筒形件拉深实验,获取筒形件的制耳高度以及RD方向、DD方向与TD方向的厚度分布;基于不同求解方法Yld2000-2d和Hill48两种屈服准则进行筒形件的有限元模拟,并与测量结果进行对比。研究结果表明,在表征DP490双相钢板材各向异性屈服行为时,相比于Hill48屈服准则,Yld2000-EB方法和Yld2000-PS方法表现出良好的预测精度,其中,Yld2000-EB方法在表征法平面与对角线平面中的屈服轨迹的精度略高于Yld2000-PS方法,Yld2000-PS方法在预测双轴拉伸硬化曲线时精度略高于Yld2000-EB方法;Yld2000-Uni法在预测单轴拉伸条件下的σθ和rθ值差最小,但是预测双轴拉伸应力应变曲线误差最大。Yld2000-PS方法在预测筒形件的制耳高度和厚度分布方面,与实验结果相比表现出较高的水平。
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