轿车车身结构特性及其对材料性能要求

根据汽车车身零件功能和结构上的差别,将轿车白车身零件分为车身覆盖件和车身构架两部分,本文概述了其典型冲压板件所用材料及相关成形方式。

钢板动态检验推荐标准的提出和轮转试验

汽车钢板在动态条件下的拉伸性能检测变得越来越重要。然而,不同检测实验室采用的检测方法不同,没有可利用的检验标准,并且生成的数据通常不具有可比性。为了提高钢在高速拉伸试验条件下的数据质量,提高碰撞模拟的准确性,本文介绍了高速拉伸试验中的检测方法、输入方式、试样的几何形状和测量装置等关键要素,以供参考。

复杂工况下铆粘复合接头的碰撞仿真研究

以母材为铝板的自冲铆接+粘接复合连接点为研究对象,前期通过设计连接点拉剪、撕裂和正拉3种工况下的动态拉伸试验和CAE仿真建模标定,准确获取了CAE仿真模型本构关系中的各项参数,最后对叠加多种工况的T型部件开展CAE碰撞仿真与高速撞击对比验证试验,CAE仿真准确预测连接点的失效,仿真精度达到了95.9%,精准表征了铆粘复合连接点在混合复杂工况下的变形与失效行为,在整车碰撞CAE仿真中具有较高的实用性。

金属板材不同应力状态断裂试验及断裂模型建立

通过金属板材的单向拉伸试验(与轧制方向角度为0°、45°、90°)确定材料的各向异性程度,以选择合适的弹塑性模型进行模拟。通过中心孔拉伸试验、剪切试验、拉剪试验、R5缺口拉伸试验等不同应力状态断裂试验,获取所需试验数据。分别对比MMC断裂模型、CL断裂模型以及LS-DYNA中的MAT24模型三种断裂模型的模拟结果,认为MMC断裂准则的模拟结果可以更加准确描述材料的断裂特性。

基于汽车冲压件应变分析的钢板选材判定方法

为寻找钢板性能对各类冲压件的适应性,以便为设计选材提供定量的判定依据,本文以深拉延成形类冲压件为例,利用有限元分析手段,建立了基于板料性能对成形可行性影响的选材模型,可以根据对成形安全裕度的要求,量化地选择板料或根据板料性能参数研发新材料,即达到量化选材目的。经实际零件冲压试验的对比验证,选材模型具有一定的可靠性,对设计、生产具有一定的参考意义。

焊点高速性能评价及材料卡开发

基于载荷和弯矩的失效模型,通过焊点搭接拉伸、剥离拉伸、十字拉伸3种断裂试验,获取试验数据,通过数据处理,确定焊点100#材料卡所需标定参数。并对所获得的材料卡进行模拟验证,确认100#材料卡在整车碰撞过程中,关键敏感部位焊点失效预测可以达到90%以上的准确性。

汽车用先进高强钢动态力学行为研究

选取DP600、DP800和TRIP600三种钢板作为研究对象,采用高速拉伸和仿真模拟的方法研究了3种钢板的高速拉伸动态力学性能,3种钢板均表现出对应变速率的敏感性。基于Cowper-Symonds模型,建立了3种钢板的材料本构方程并进行了高速拉伸模拟,将模拟与高速拉伸试验进行了对比分析。建立了DP600和TRIP600的三点弯曲仿真模拟,三点弯曲实验结果表明,DP600和TRIP600的能量吸收值和UTS×t2呈线性关系,弯曲最大载荷和YS×t2呈线性关系。

DP780钢应变率敏感特性研究及本构方程的建立

通过在0.01、0.1、1、10、100 s-1应变速率下得到的DP780材料的应力-应变曲线,对DP780材料的应变速率敏感性进行了相关研究,分析了其在不同应变速率下的断口形貌:在低应变速率下,断口出现明显的颈缩现象;在高应变速率下,断口平整,断裂面与拉伸方向约呈60°角,颈缩现象不明显。依据动态应力-应变曲线,建立了DP780材料的Cowper-Symonds本构方程,模拟得到的应力-应变曲线可以很好地与动态拉伸得到的应力-应变曲线吻合,所建立的材料本构方程具有工程应用价值。

基于QP1180钢板动态性能数据的MAT24材料卡制作

以QP1180为基础,对其高速拉伸性能进行了相关分析研究;在不同的应变速率下,QP1180钢板表现出了应变率强化效应,基于Cowper-Symonds模型,建立了QP1180钢板材料本构方程,同时应用Hyper Mesh和Ls-Dyna软件,进行了不同应变速率下的高速拉伸模拟;将模拟结果同高速拉伸的试验结果进行对比分析,分析的误差在可接受范围内,可以进行相关CAE模拟计算;最后给出了汽车安全碰撞模拟所需的MAT24材料卡,对于汽车安全碰撞模拟的CAE分析提供了材料方面的技术支持。

先进高强钢Cowper-Symonds本构方程的建立及模拟

以DP600和TRIP600 2种钢板为对象,研究其动态性能表征。基于Cowper-Symonds模型建立2种钢板的材料本构方程并进行高速拉伸模拟,2种钢板均表现出对应变速率的敏感性。模拟结果与试验结果匹配性好,建立的材料本构方程具有工程应用价值。2种钢板的压溃、三点弯曲模拟结果表明,TRIP600抵抗变形能力高于DP600钢板,碰撞过程中能够吸收更多的能量。

铝板自冲铆接接头性能影响因素与失效模式研究

以铝板自冲铆接接头为研究对象,全面考虑板材厚度、铆接顺序、铆钉长度、铆钉直径和烘烤硬化影响因素,设计正交试验,并获得拉剪工况下的失效载荷和失效模式。首先分析比对锁切量与失效载荷,发现锁切量对铆点的失效载荷起到决定性作用,锁切量越大,失效载荷越大,随后以此为基础,全面解释了各影响因素对铆钉性能的影响,包括:锁切量一定时,失效载荷并不会随着下板厚度增加或铆钉长度的增加而变大;薄板与厚板铆接可以获得更大的失效载荷;可选择较大直径的铆钉,以获得更大的失效载荷;烘烤硬化对铆点的失效载荷无影响等,最后分析实际获得的多种接头失效模式,发现当2种存在明显厚度差别的铝板铆接接头拉剪失效时,失效均发生于薄板一侧,薄板与厚板间的强度和厚度差异对失效模式起了决定性作用,本研究对于铝覆盖件铆点设计、碰撞CAE仿真和实车碰撞后的铆点失效模式的预测具有较高的实用性。

铝散热器水管开裂原因分析

卡车铝散热器发生水管开裂漏水现象,经分析为热疲劳性质的开裂;引起疲劳的原因主要是散热器工作中结构各部位的热膨胀的相互制约引发的不均匀性的结果。