高强度钢板焊接接头疲劳性能研究

为探索转向架构架轻量化之路,文章采用典型焊接接头疲劳试验方法,对WYS700、Q460ME、16MnDR三种不同强度等级的钢板进行了对接焊接接头疲劳性能测试,根据测试数据绘制了这三种钢板对接焊接接头的S-N曲线,并与IIW标准中规定的对接接头的疲劳极限进行了对比。结果表明:WYS700、Q460ME、16MnDR三种焊接接头在极限疲劳寿命(循环次数N=10^(7))下,疲劳极限分别为203.75 MPa、198.88 MPa、203.33 MPa,三者相差不大,WYS700、Q460ME的S-N曲线斜率相近,16MnDR的S-N曲线斜率比前两者小,曲线显得更加平缓,说明在现有的焊接工艺下,通过提升母材强度不能提升焊接接头疲劳强度;与IIW标准中规定的对接接头在N=10^(7)下的疲劳极限41.5 MPa,N=2×10^(6)下的疲劳极限71 MPa相比,三种材质的焊接接头试验值远大于该标准要求值。

汽车车身用高强度钢板冲压成型模拟探讨

汽车用钢板越来越强度化和轻量化,市场中强度较高的钢板类型应用更为广泛。尽管汽车钢板强度变大,但是其级别越高,成型制造的难度越大,且其回弹性也会随之增长,长此以往会直接影响冲压件本身的精度和装配品质,不利于提高汽车制造质量。文章就万帅-汽车车身用高强度钢板冲压成型模拟展开具体讨论,旨在优化制造工艺流程,解决高强度钢板成型问题。

高强度钢板轧制过程中的温度控制策略优化

在现代工业领域中,高强度钢板因其卓越的机械性能和广泛的应用前景,成为重要的结构材料之一。而钢板热轧工艺中的温度控制作为影响钢板性能和质量的关键因素,日益受到研究者和工程师的关注。文章旨在针对中厚板高强度钢板的轧制过程,通过优化温度控制策略,实现生产效率提升、成本降低以及能源利用效益和环境影响的双重改善。通过数学模型和合理的控制策略,文章将探索温度对钢板性能的影响,分析现有问题,并提出针对温度控制的创新解决方案,从而为高强度钢板轧制工艺的优化和创新发展提供有力支持。

先进高强度钢板的冲压成形特性及其应用

文章在研究高强度钢板成形特性、回弹特性以及拉毛特性的基础上,深入探讨了先进高强度钢板冲压过程的变形特征。研究结果表明,与传统HSLA钢板相比,DP钢和TRIP钢具有较好的应变均化能力,和较高的成形性,有利于提高零件的使用强度。钢种特性和材料参数对回弹影响显著,使先进高强度钢板尺寸精度控制难度加大。当钢板强度升高时,高强度钢板表现出更易产生拉毛的趋势。

高强度钢板热成形热、力、相变数值模拟分析

在已建立的高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型和板料、水冷模具相互耦合的接触热传导模型基础上,基于自主开发的商业化金属成形CAE软件KMAS(King-Mesh analysis system)构建热成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块。对典型U形高强度钢板的热成形过程进行数值模拟分析;计算板料与模具相互耦合的温度场变化规律,并将钢板组织相变释放的潜热考虑其中;将温度场计算结果引入热成形热、力、相变多场耦合的本构方程和静力显式有限元列式中,计算钢板等效应力和组织相变分布变化规律。通过钢板温度场以及马氏体转变量数值模拟结果与试验结果的一致性对比,验证建立的多场耦合本构模型和KMAS热成形仿真模块的正确性和有效性。

高强度钢板残余应力振动时效消减技术试验研究

根据振动时效(Vibration stress relief,VSR)原理,采用高频振动台作为振动时效的激振装置,设计安装于振动试验台、用于给钢板施加面内拉伸载荷的钢板张力加载机构,在实验室搭建出钢板振动时效试验研究平台,对振动时效消除高强度钢板残余应力的有效性进行试验研究。在VSR处理前后采用X射线衍射方法对马氏体高强度钢板和试验对照用T2镀锡基板的表面残余应力分布进行测量表征,并同时对试样的板形瓢曲和翘曲程度做了测量。研究结果表明,所设计的振动时效试验平台可以实现带张力工况下的钢板同频激振;在一定的激振频率和时间的振动时效处理后,两种试验钢板的残余应力均得到一定程度的消减和均匀化,但是对于板形瓢曲和翘曲缺陷基本没有改变;相对而言,马氏体高强度钢板的时效效果明显弱于T2镀锡基板;试验结果可以反映材料强度对于振动时效效应的显著影响和振动时效对于板形瓢曲及翘曲缺陷的微弱影响。

高强度钢板拉深模具结构有限元分析与试验研究

高强度钢板在汽车车身结构中的广泛应用,对冲压成形工艺和模具的设计带来了诸多问题和挑战。文章针对高强度钢板DP600的拉深成形过程,基于LS-Dyna和MSC.Marc有限元软件,采用动力算法和静力算法相结合的方法,对拉深模具结构在冲压过程中的应力应变状态进行了有限元分析,得到了模具结构上任意位置应力和应变随冲压行程的变化规律。同时,利用自主开发的冲压模具结构应力应变状态的试验测量系统,在MTS试验机上完成了相应的冲压拉深实验和模具变形测量。实验测量结果与数值计算结果吻合较好。提出的研究方法对进一步开展高强度钢冲压模具的受力分析和设计优化提供了保证。

汽车轻量化用高强度钢板的发展

轻量化是汽车“减重节能”的需要,采用高强度钢板不但可以实现汽车的轻量化,同时还能提高汽车的被动安全性,因此高强度钢板在汽车上的使用日益增多。简要回顾了近年来国外汽车轻量化项目研究的成果,特别是高强度钢板的发展情况,结合汽车使用的部件,重点介绍了宝钢各类高强度钢板的特性及其使用情况,探讨了今后在汽车轻量化过程中所应开展的工作。

正面碰撞下车身前端结构高强度钢板匹配规律研究

为了提高某一SUV车型正面碰撞性能,应用正交试验法对其前端主要吸能构件进行了不同等级高强度钢板匹配规律的研究,得到了最优匹配方案。研究结果表明,并不是所有的吸能构件采用的钢板强度等级越高,得到的碰撞性能就越好;只有合理匹配不同等级的高强度钢板,才能获得良好的耐撞性能。

基于响应面法的高强度钢板热冲压成形圆角破裂的工艺参数优化

为了解决高强度钢板热冲压成形过程中圆角破裂的缺陷问题,进而提高零件的成形质量,采用响应曲面法和数值模拟相结合的方法,对汽车加强件热冲压成形进行模拟,分析高强度钢板加强件圆角产生破裂的原因,并以热冲压件圆角区域的厚度减薄率为优化目标,成形极限图为约束条件,建立目标与板料温度、摩擦因数、压边力之间的二阶函数模型,根据建立的模型确定最佳工艺参数组合。研究结果表明:零件圆角处发生破裂的主要原因是成形过程中圆角处的温度变化及受力状态。最佳工艺参数组合为:初始成形温度850℃,摩擦因数0.12,压边力23.74 MPa。以数值模拟和生产试验验证了优化结果的准确性,得到成形质量比较好的热冲压件。

汽车轻量化与先进的高强度钢板

介绍了国际汽车轻量化项目及其主要研究结果 ,着重论述了先进高强度钢板(AHSS)的生产、特点及其使用 ,结合国内汽车工业和宝钢的实际情况 ,探讨了今后在汽车轻量化过程中所应开展的工作。

模具硬度对高强度钢板拉毛缺陷的影响规律研究

高强度钢板的使用减轻了车身重量,但也引起了大面积的车身覆盖件拉毛缺陷。为提高汽车覆盖件的表面质量,文章在冲压现场调研及模拟实验的基础上,重点讨论拉深模具表面硬度对车身覆盖件表面拉毛缺陷的影响。研究表明,在覆盖件冲压中,板料拉毛缺陷主要起源于凹模圆角及拉深筋附近处,出现在冲压件的外壁;随着冲压次数的增加,零件拉毛越来越严重,拉毛增长速度越来越快。凹模圆角是磨损最严重的区域,模具法兰的表面粗糙度在冲压成形中变化不大;模具表面硬度越高,零件表面越不易产生拉毛缺陷。

TRIP高强度钢板成形极限的实验研究

简要回顾了相变诱发塑性 (TRIP)高强度钢板的最新研究进展 ,总结了预测成形极限的三种模型 ,对TRIP钢的成形极限进行了预测和实验研究。预测结果与实验结果的比较表明 ,这三种模型都没有准确地预测TRIP钢的成形极限 ,其中NADDRG模型预测结果与实验值最接近 ,Swift-Hill模型预测结果偏小 ,而修正的Swift-Hill模型预测结果偏大。对两种高强度钢DP和ZStE1 80的成形极限进行了比较分析。

高强度钢板的轿车支柱内板成形工艺研究

高强度钢板在成形过程中对工艺参数比较敏感,容易出现破裂等缺陷。采用有限元数值分析技术,对某轿车高强度钢板支柱内板结构零件的拉延工序进行数值模拟分析。对影响拉延成形质量的工艺参数进行了优化,主要对零件的坯料形状、拉延筋和压边力进行优化,通过对FLD图的分析以及综合考虑生产成本等问题,得到了坯料的形状,合理的拉延筋布置和合适的压边力。最终将优化后的模拟分析结果与实际生产出来的拉延件结果进行对比,验证了数值模拟的有效性,生产出质量较好的产品。

可控拉深筋高强度钢板盒形件拉深工艺数值仿真

拉深筋高度变化对板料成形时的拉深阻力影响显著,而高强度钢板又是当今难成形板料之一,为此提出可控拉深筋技术以提高高强度钢板成形性能。建立JAC590Y高强度钢板固定拉深筋盒形件拉深成形数值模拟模型及实验装置,通过模拟和实验结果对比分析,得到不同拉深筋高度对高强度钢板成形性能影响显著。依据板料拉深过程中拉深力变化规律设计上升——停止——下降的可控拉深筋运动路径,将此路径应用到类似盒形件的高强度钢板汽车引擎盖边板拉深成形中,获得成形良好的20组方案且可控拉深筋对零件最小厚度影响显著。最终对这20组零件最小厚度均值进行极差分析,得到可控拉深筋最优路径组合及主要影响因子H2,通过GA-BP神经网络及回归分析预测因子H2影响下零件最小厚度变化规律。

基于连续介质损伤力学的高强度钢板热成形性数值预测

基于连续介质损伤力学模型,建立耦合损伤的热成形本构方程。将该本构方程引入到自主开发的金属成形有限元软件KMAS中,从而可对高强度钢板在热成形过程中的损伤演化及成形性能进行预测。本构方程中与温度及应变率相关的损伤参数控制着热成形过程中的损伤演化,对成形性数值预测具有重要的意义。为标定本构方程中的损伤参数,进行不同温度及应变率下的等温热拉伸试验,并对拉伸过程进行数值模拟,通过优化对比数值计算和试验所得的力-位移曲线,获得了不同温度及应变率下的损伤参数。随后将损伤参数引入KMAS中,对一款典型汽车B柱在热成形过程的成形性进行数值预测,并与试验结果进行对比,结果证明了所建立耦合损伤本构方程的正确性。

高强度钢板成形中零件表面损伤实验

分析总结了板料冲压成形中表面损伤的国内外研究成果,设计了一种带拉延筋的不等转角角锥件以模拟高强度钢板拉深过程中的零件表面损伤缺陷,用最大划痕深度来评价冲压件表面损伤程度.研究结果表明:随着拉深次数的增加,零件表面损伤越来越严重,表面损伤增长速度越来越快;表面硬度低的模具更容易使零件产生表面损伤;变形方式越复杂的变形区域越容易引起表面损伤缺陷.

应变速率对HC340LA低合金高强度钢板拉伸性能的影响

研究了四种应变速率(10-3,5,50,200s-1)下HC340LA低合金高强度钢板的拉伸性能、显微组织和断口形貌。结果表明:与准静态拉伸(应变速率10-3 s-1)相比,高应变速率(应变速率5,50,200s-1)下试验钢表现出更好的塑性、更高的抗拉强度和屈强比;而在高速拉伸时随着应变速率的增加,其塑性和抗拉强度降低,主要原因是铁素体的晶粒尺寸减小且分布不均匀,晶界增多;HC340LA钢板的断裂服从韧性断裂机理,与应变速率200s-1时相比,应变速率50s-1时断口中的韧窝较为均匀,尺寸大而深。

B400VK高强度钢板热冲压性能模拟研究

按照B400VK高强度钢板热冲压工艺规范设计出等温拉伸实验方案,用Gleeble1500热模拟机测出材料在不同温度下变形的力学性能,为有限元分析和实验研究提供依据。基于有限元软件Dynaform分析了U形件冷冲压和热冲压条件下的回弹量。有限元分析结果和试验结果比较,证明有限元方法是有效的。

高强度钢板热成形三维温度场数值模拟分析

基于三维温度场有限元理论,考虑高强度钢板实际热成形过程中板料和水冷模具的温度边界条件,开发了用于热成形的KMAS_HF(King mesh analysis system_Hot forming)温度场分析模块,其中分别采用壳体单元和三维四面体单元模拟板料和模具温度场,将板料相变潜热释放引入温度场分析过程中。以典型U型试件为例,对其热成形过程进行数值模拟分析,并与实际试验进行对比研究。结果表明:板料与三维实体模具温度变化的数值模拟结果与试验结果一致,该模块对于热成形温度场分析预测具有重要指导意义。