拼焊板板厚差比对成形性能的影响

拼焊板材料的板厚差比对拼焊板的成形性能有很大的影响,采用数值模拟方法,分析了不同板厚差比对拼焊板盒形件成形性能的影响,揭示了板厚差比影响成形性能的一般规律,并在轿车中立柱加强件的实际生产中得到应用。

基于灰色关联分析的轧制差厚板盒形件充液拉深成形工艺参数多目标优化

目的 将充液拉深工艺引入轧制差厚板零件的成形,为了进一步掌握差厚板的充液拉深成形性能,对差厚板盒形件充液拉深成形过程进行研究。方法 通过理论推导获取临界液池压力公式,在此基础上运用数值模拟方法分析液池压力比对差厚板厚度减薄率和厚度过渡区移动量的影响,采用正交试验和灰色关联分析获取成形参数对差厚板盒形件成形性能的影响规律和最优参数组合,实现对差厚板盒形件充液拉深成形工艺参数的多目标优化。结果 随着薄-厚侧液池压力比的增大,差厚板最大厚度减薄率先减小后增大,过渡区移动量先增大后趋于平稳,薄-厚侧液池压力比为2较为合理。厚侧压边力、摩擦因数、薄-厚侧液池压力之比、薄-厚侧压边力之比、厚侧液池压力对差厚板盒形件充液拉深性能的影响程度依次减小。结论 采用灰色关联分析得到的最优工艺参数组合来完成差厚板盒形件的充液拉深成形,能够有效地抑制差厚板零件厚度的过分减薄及厚度过渡区的过度移动,进而提高差厚板的成形性能。

差厚铝合金2024∕7075搅拌摩擦焊的温度场数值模拟

利用Abaqus有限元软件,建立差厚7075和2024铝合金的有限元模型和改进热源模型,进行模拟搅拌摩擦焊的焊接过程,分析了不同厚度比的温度分布,以及对焊核区和热力影响区的宽度变化的影响,并验证了所建模型应用的可行性。结果表明,铝合金焊件中的温度峰值随着厚度比的变化而改变,且温度在铝合金板上呈不对称的倒“V”形分布,板材上的温度峰值随着板材厚度变大而减小。焊接过程中温度越高焊件上的热力影响区就越宽。较大的厚度比会使得焊件的热力影响区宽度和焊核区宽度偏大。模拟得到的温度值和试验数据比较,两者的误差在8%以内,验证了模型的可行性。

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律

研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明:差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0.5时,有利于成形极限的提高;对于不同强度组合的差厚拼焊板,在无拉延筋时厚板侧选用低强度,在有拉延筋时,薄板侧选用低强度,强度比值不低于3.0时,拼焊板的成形极限趋于基本稳定;在拼焊板的成形过程中,拉延筋能减少强度差对拼焊板成形性的影响,也能减少焊缝的移动量。应用实践表明,诸如汽车后地板类覆盖件零件,沿焊缝垂直方向设计一条加强槛(筋)能有效增加零件刚度和减少焊缝移动。

轧制差厚板单向拉伸性能研究

分别采用解析、仿真以及试验方法对轧制差厚板(tailor rolled blank,TRB)的单向拉伸性能进行研究.基于金属塑性变形理论,推导了轧制差厚板单向拉伸的力学解析模型,对未退火和已退火的1.2、2.0mm等厚板及1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸试验,并从金相组织上解释了退火前后轧制差厚板的性能差异.最后在拉伸试验的基础上,对未退火和已退火的1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸仿真.结果表明:解析模型能够准确地描述轧制差厚板单向拉伸过程中的应力应变状态,未退火和已退火轧制差厚板单向拉伸试样的缩颈均发生在试样薄侧,并且退火后的轧制差厚板表现出更好的成形性能,解析、仿真以及试验结果能够较好地吻合.

轧制差厚板方盒形件起皱缺陷研究

通过数值仿真与冲压实验研究了差厚板方盒形件的起皱缺陷,分析了差厚板方盒形件起皱缺陷的发生机理,讨论了压边力对差厚板起皱缺陷的影响.研究表明:差厚板方盒形件最容易发生起皱的部位是薄板侧的法兰直边区以及过渡区法兰部位,当厚板侧压边力过小时,厚侧法兰直边部分也有可能产生褶皱;在保证零件不产生破裂和较大的厚度过渡区位移的前提下,采用较大的压边力对于提高差厚板的抗皱性是非常有利的;而恒定的压边力类型对于抑制差厚板起皱是最为理想的.

影响轧制差厚板冲压成形性能的几何参数研究

轧制差厚板的出现使得汽车行业能够获得更轻的车身重量以及更低的生产成本。为了推动轧制差厚板的应用进程,需要对其冲压成形性能进行深入研究。对轧制差厚板方盒形件进行了冲压成形仿真,以进料量之差、最大厚度减薄率以及厚度过渡区中心移动量为评价标准,分析了不同板厚比及厚度过渡区位置对差厚板成形性能的影响。研究结果表明:板料厚度差越小,过渡区越接近薄侧端部,差厚板的冲压成形性能越好。

基于6σ稳健性的轧制差厚板车门优化设计

目前,对车门结构优化的研究多数没有考虑车门不确定性因素的影响。为了提高结构优化后车门性能的稳健性,将轧制差厚板应用于车门,同时考虑板料厚度和材料参数的波动对各约束响应稳健性的影响。结合拉丁超立方试验设计和径向基函数模型,采用蒙特卡罗模拟和改进型非支配遗传算法相结合的双循环优化策略,提出一种基于6σ稳健性的轧制差厚板车门多目标优化设计方法。研究结果表明,该方法在获得最优妥协解的同时,能提高设计变量的可靠性和目标函数的稳健性。

冷轧差厚板退火组织性能的实验研究

对CR340冷轧差厚板系列退火工艺进行实验研究,对比分析了不同退火工艺对差厚板不同厚度区组织和性能的影响,探究差厚板退火性能差异化的原因.结果表明:差厚板不同厚度区的组织性能差异取决于冷轧变形量、退火温度和保温时间.通过拟合实验数据建立了差厚板不同厚度区退火温度和保温时间与最终屈服强度和延伸率的对应关系,回归了差厚板退火后硬度与屈服强度的函数关系,为冷轧差厚板退火工艺的制定及组织性能控制提供了参考数据.

差厚拼焊板方盒件在充液拉深过程中焊缝移动的研究

基于Dynaform分析软件,就差厚拼焊板充液拉深盒形件的压边力、液体压力及加载方式对焊缝移动的影响进行仿真与研究。结果表明,充液拉深时,薄、厚板两侧的压边力差值大小对盒形件底部的焊缝移动影响不大,而控制预胀形所形成的等效拉深筋高度,可有效地减小底部的焊缝移动量;同时,提高充液工作压力可显著减小侧壁焊缝的移动量。这一研究结果对指导拼焊板充液拉深具有现实的意义。

差厚板轧制技术及其在汽车制造中的应用

用轧制方法生产的差厚板(TRB)是用于汽车减重的一种新材料,可用来部分替代激光拼焊板。本文探讨了TRB的生产方法、适用范围、优点和局限性。分析了用轧制周期性变厚度带材生产差厚板的关键技术,提出连接差厚板厚区和薄区之间过渡曲线优化设计的思想,给出了4种类型的过渡曲线。在四辊冷轧机上进行了差厚板轧制试验,获得了差厚比达到1∶2的差厚板样件,为今后差厚板的生产积累了试验数据。最后讨论了差厚板在汽车制造中的应用。

差厚拼焊板车门内板冲压成形焊缝移动数值模拟研究

对差厚拼焊板汽车后门内板零件在冲压成形时的焊缝移动进行研究,设定了有限元数值模拟前处理的一些关键参数;建立了车门内板及其模具的三维模型;用分析软件Dynaform进行数值模拟仿真。研究了焊缝位置对成形性及焊缝移动的影响,同时对焊缝移动控制等进行了大量模拟拉深试验。对这些模拟结果进行了分析讨论,最终得到了较合理的结果,并用于指导模具设计。

屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形数值模拟的影响

分别采用Mises、Hill二次和Barlat三参数屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形方盒件进行有限元模拟,比较了不同屈服准则和不同压边力下零件的成形特点和应变分布,焊缝的移动规律和焊缝附近金属变形情况。结果表明不同屈服准则对成形趋势预测一致,法兰面上焊缝向拼焊板的薄侧流动,而在型腔部位焊缝向厚侧移动;不同压边力对差厚板的成形质量影响较大,对焊缝移动影响较小。不同准则预测结果仍有明显差异,Mises准则下对成形性能预测最危险,而焊缝附近薄侧板料的减薄率Mises准则模拟结果最为理想。

差厚板退火过程的组织演变模拟研究

以CR340差厚板退火过程为研究对象,采用实验和模拟方法对其组织演变进行对比分析。结果表明,运用MATLAB软件开发的模拟再结晶退火CA程序可以用来模拟差厚板退火过程,并验证了该模型的可靠性。

过渡区位置变化对轧制差厚板拉深成形性能的影响

主要研究了差厚板过渡区位置变化对盒形件成形性能的影响。使用Abaqus有限元软件对不同过渡区位置的差厚板进行了拉深模拟,得出应力、应变等值线图,分析了过渡区在不同位置的差厚板盒形件成形性能的变化。结果表明:随着过渡区位置的改变,差厚板的成形性能发生相应改变,过渡区位置向薄区偏移,主要变形区域分布在过渡区和厚区,成形性能提高,减薄率减小;过渡区位置向厚区偏移,主要变形区域分布在过渡区和薄区,成形性能降低,减薄率增大。

差厚拼焊板冲压仿真模型的构建研究

差厚拼焊板的模面及坯料与等厚拼焊板及普通钢板的成形有明显的差异。本文依据差厚拼焊板实际成形过程,提出了通过拼焊材料的厚度对比,对坯料网格进行了相应的偏置以适应差厚拼焊板单面平齐的特点。同时提出对模具阶梯型面进行精确计算,获取型面阶梯曲线后在相应的仿真模型中构建精确的模具网格型面。焊缝偏移与回弹的试验结果表明,提出的建模方法能有效地提高仿真精度。

CR340轧制差厚钢板微观结构对拉深成形性能的影响

应用电子背散射衍射(EBSD)技术对CR340钢轧制差厚板各厚度区晶粒尺寸、取向差分布和织构状态进行了检测,并进行了轧制差厚板的拉深试验,研究了差厚板微观结构对其拉深成形性能的影响。结果表明,差厚板薄区、过渡区和厚区的晶粒平均尺寸依次递减,而过渡区的晶粒尺寸最不均匀,织构均匀性最差;差厚板厚区晶粒细小,组织均匀性好,拉深时变形偏向厚区;{111}<uvw>和{876}<uvw>是提高冲压性能的有利织构,厚区各织构强度比更为合理,因而各向异性Δr绝对值更小,拥有比薄区较低的制耳率。

动态碰撞下的差厚板模型表征

本文对差厚板B柱进行碰撞分析,使用分段法对过渡区进行表征。同时结合台车碰撞实验,对仿真分析结果和实际碰撞试验结果进行对比,对比指标包括变形方式、侵入量、监测点力值变化以及能量变化,结果吻合程度较好。说明动态载荷下,差厚板零件过渡区网格划分采用离散法进行分析,同实际碰撞符合良好,精度满足要求。

基于差厚技术的汽车仪表板管梁轻量化设计

针对汽车仪表板管梁轻量化需求,本文依据差厚板轧制工艺要求,分别提出了五段式和三段式的差厚的仪表板管梁结构最优设计方案,用于替代原等厚度管梁结构。通过模拟对比,考察各方案在低阶频率、垂直颠簸、制动器支架侵入、乘员安全气囊爆破等工况下的相关性能参数,验证了差厚板技术能够在保证仪表板管梁所有强度性能的前提下,实现大幅降重。为引入差厚板技术到汽车结构设计中,最大限度实现轻量化的目标,提供参考。

热处理对冷轧差厚板成形性能的影响

对低碳钢板HC260LA进行了退火处理,分析了退火后差厚板的组织和性能。然后对其进行了960℃×2 h淬火+700℃×3 h高温回火处理,并对比了差厚板处理前后的组织和性能。结果表明:经淬火+回火处理后,钢板的硬度有所降低,弹性模量显著提高;组织更加均匀,碳化物弥散分布,晶粒更为细小。