考虑高强板加载后非弹性回复的回弹研究

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随着汽车产业的高速发展与国家对汽车能耗要求的不断提高,车身轻量化已成为汽车行业的竞争热点。车身轻量化是汽车轻量化中最重要的部分,高强度钢板与镁铝合金等新材料在白车身上的应用愈发广泛,因此成为冲压成形工艺研究的新领域,而回弹量大且难以控制是其最大的问题。有效的解决或控制高强度钢板的回弹问题,对高强板在车身钣金件上的应用有着十分重大的意义。本文总结了国内外学者在高强度钢板回弹研究方面的现状及发展趋势。针对高强度钢板塑性加载后非弹性回复的现象,通过对不同强度的高强度双相钢进行多次加载卸载循环的拉伸试验,对比分析材料塑性变形后往复的加载卸载曲线,提出了“滞塑性”应变的概念定义回弹性回复应变,解释了非弹性回复的机理。然后,通过对比理论应力应变曲线与试验应力应变曲线的规律,拟合试验应力应变曲线,引入双屈服面模型,建立新的新弹性模量模型进行回弹仿真。最后,选择numisheet’93标准考题S梁做回弹仿真分析,对比了常规弹性模量模型,YOSHIDA模型和新材料本构模型三者之间回弹仿真分析的结果,验证了高强钢板非弹性回复对回弹模拟仿真结果的影响;对国内某车型的前大梁零件做回弹仿真分析,通过对比三种材料本构模型回弹仿真结果与试验零件回弹量,验证了新的材料本构模型回弹仿真的较好精度;为了验证新材料本构模型在不同强度材料及不同零件结构情况下的稳定性,对国内某车型的B柱做了回弹仿真分析与实际生产对比。研究表明:滞塑性应变具有可逆性与消耗能量的特点,是引起非弹性回复行为的主要原因;新的材料本构模型回弹仿真结果与实验值吻合较好,较其它模型仿真结果精度有所提高。
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