先进高强度双相钢板料成形极限研究

随着先进高强度双相钢的工业需求量日益增加,亟需实现双相钢板料成形极限曲线的精确预测,由于根据国标采用的胀形试验较难准确获取FLC_(0)点使FLC不准确。本文基于DP590、DP780、DP980、DP1180在常温下的胀形试验结果,结合MMC断裂模型的数值模拟,建立了4种板料的胀形断裂预测模型,通过模拟准确求出FLC_(0),结合试验数据,建立了基于MMC断裂准则的成形极限曲线(FLC),并进行参数化研究。结果表明,基于MMC准则的成形极限曲线拥有较好的准确性。

先进高强双相钢DP780温度相关应力⁃应变关系

为了研究先进高强度双相钢DP780的温热成形力学行为,通过不同温度(300℃、400℃、500℃、600℃)及不同应变率(10-4~10-3 s-1)下的单向温拉伸试验获得了先进高强度双相钢DP780在相应条件下的基本力学性能指标和应力⁃应变曲线,并对试验结果进行了分析;为描述温热成形DP780板料应力⁃应变曲线,求解、修正了Grosman本构模型的相关参数;以单向拉伸试样为例,基于Fortran语言通过编写Abaqus⁃Vumat子程序进行了数值模拟验证。结果表明,所用Grosman模型预测值与试验数值拟合较好,验证了所求模型的有效性。

先进高强度双相钢弯扭复合回弹补偿控制研究

针对先进高强度双相钢弯扭复合回弹的预测与补偿问题,在弯扭复合回弹试验的基础上建立了有限元模型并进行了仿真模拟。首先,利用DP600材料在弯扭复合回弹试验中回弹量较大的特点,进行了单向拉伸试验和加载-卸载-反向加载的拉压试验以测定DP600的力学特性。其次,分别采用Ls-dyna提供的4种弹塑性材料模型建立了单向拉伸和拉压试验有限元模型,通过Ls-opt迭代求解筛选出合适的材料模型及参数,结果表明,采用MAT125材料模型预测的数值更接近弯扭复合回弹试验数据。最后,通过反向截面补偿法推导出底部支撑距离移动公式,通过反向位移补偿法和偏置曲面得到模具面,对弯扭复合回弹结果分别进行补偿。发现利用反向位移补偿法,并通过偏置曲面的方式,能够对在上压杆偏转角度增加时诱发的弯扭复合回弹进行有效补偿控制。

DP1180高强度钢胀形性能研究

利用伺服压力机冲压成形系统的速度和压边力可调的特点,对DP1180高强度钢的胀形性能进行研究,获得了常温下0.8 mm厚的材料在不同的压边力、冲压速度及润滑条件下的IE值。试验结果表明:IE值随着压边力的增大呈现先增大后减小的趋势;随着冲压速度的增大,IE值逐渐增大;润滑条件对材料的胀形性能也有一定的影响,润滑条件越好,IE值逐渐增大。

汽车用先进高强度钢的开发及应用进展

先进的高强度钢在汽车减重、节能、提高安全性、降低排放等方面展现出了广阔的前景,在新一代汽车伙伴计划、超轻钢车身——先进概念车等项目上得到了应用和推广。简述了先进高强度汽车用钢板的最新开发和应用进展情况。

Q&P工艺理念在热轧先进高强度钢中的应用研究

为满足汽车工业轻量化发展要求,以Q&P(quenching&partitioning)工艺为基础的先进高强度钢受到了广泛关注,为使其在普通热连轧生产线上实现工业化并广泛应用,本文对Q&P理念在热轧工艺中的应用进行了基础研究。结果表明在传统热处理Q&P工艺中引入热变形处理后,组织细化显著,并获得了一定量的残余奥氏体。实验钢在保持较高强度的同时获得了较大的强塑积,结合目前国内热连轧生产线以超快冷系统为核心的新一代控轧控冷(TMCP)技术的应用,确定了在热连轧生产线生产热轧Q&P钢(DQ(direct quenching)&P钢)的可行性。

先进高强度双相钢汽车板剪切断裂实验

通过翻边实验和槽型件实验,研究了先进高强度双相(DP)钢在小半径拉弯成形中的断裂特性.翻边实验表明,高强度DP钢强度级别越高越容易发生剪切断裂.槽型件实验与仿真表明,高强度DP钢的断裂特性与压边力大小关系密切,压边力大则弯曲圆角处容易发生剪切断裂;压边力小则易在侧壁上发生颈缩断裂.先进高强度DP钢最终的断裂模式是剪切断裂和颈缩断裂相互竞争的结果,任一断裂条件先达到则板料发生该种断裂.

与应变速率相关的DP980高强度钢板辊弯成形的本构模型建立

确定了辊弯成形中DP980高强度钢板的应变速率范围,在3种应变速率条件下进行了DP980高强度钢板的单向拉伸试验,并对试验数据进行非线性拟合,建立了与应变速率相关的Johnson-Cook本构模型;应用所建本构模型进行辊弯成形有限元模拟,并与相应的辊弯成形试验结果加以对比.结果表明,所建立的本构模型具有较高的精度,可用于辊弯成形工艺的进一步优化.

汽车用先进高强度钢板的可镀性与Wagner模型预测效果研究现状

先进的高强度钢板(AHSS)是汽车减重降耗的理想材料,但在连续热浸镀锌生产线上,这类钢容易因表面氧化而产生漏镀点,对防腐蚀不利。鉴于Wagner模型可用以预测钢的表面氧化情况,对该模型进行了分析,结合钢的成分和退火工艺,探讨了影响AHSS可镀性的主要因素,并且指出完善Wagner模型可以指导AHSS合金化设计与镀锌工艺制定。

先进高强双相钢板破裂失效B-W预测模型

为研究先进高强双相钢不同型号板料的应力三轴度与断裂应变的断裂特性,建立不同应力状态下的应力三轴度与断裂极限应变B-W关系曲线,研究B-W曲线与钢种材料参数的关系,设计了4种先进高强双相钢的拉伸、剪切与胀形断裂试验,求解了应力三轴度和等效塑性应变,采用Hill′48正交各向异性模型和Modified Mohr-Coulomb破裂失效模型对拉伸、剪切与胀形断裂进行了数值模拟,建立了从剪切到双拉范围内的B-W曲线,并通过研究B-W曲线与材料参数的相关性,建立了B-W曲线与材料参数的表达式,以减少标定B-W曲线的困难。通过拉弯试验与仿真验证了所建立模型的准确性和有效性。

面向汽车轻量化的先进高强度钢成型技术

汽车轻量化是现代汽车节能减排的重要方向,采用先进高强度钢是其主要途径,当前的技术难点在于先进高强度钢成型困难。本文详细分析五种先进高强度钢的机理特性、成型技术及其应用。

先进高强度钢车身零件局部几何特征设计意图及其图示方法

在分析先进高强度钢车身零件局部几何特征设计意图的基础上,提出并举例说明了零件局部几何特征设计意图的图示方法,讨论了该方法在零件冲压工艺设计中的应用。采用这种表达方法,冲压工艺分析人员根据车身零件设计人员提供的设计意图可针对性地提出几何设计变更,改善零件的可制造性;车身零件设计部门根据冲压工艺分析部门提供的设计意图,优化零件设计。该方法的完善和推广,有望降低车身零件制造难度,缩短车身零件设计与制造周期。

不等厚高强度钢H220YD/DP590GA电阻点焊接头的组织和性能

针对不等厚H220YD/DP590GA先进高强度钢焊接时出现的薄板变形严重、力学性能差等问题,在大量前期实验的基础上,选取最优的主焊接工艺参数进行电阻点焊实验,并利用拉剪测试、金相组织分析等手段对试样进行组织和性能研究.结果表明,焊接接头受焊接热影响,使得H220YD钢铁素体晶粒尺寸变大,DP590GA钢板母材的岛状马氏体演变成板条状马氏体,其失效形式为钮扣状断裂.

汽车用先进高强度钢开发和研究的进展

先进高强度钢已经在汽车上得到了广泛应用,并在汽车的减重、安全、节能、环保等方面表现出广阔的前景。强度更高、成型性更好的新型先进高强度钢的开发也得到越来越多的重视。对正在开发的新型先进高强度钢开发和研究现状进行了简述,并对下一代高强度钢的研究进行了预测。

冷轧变形量和退火对双相高强度钢DP780应力分布的影响

860℃终轧水冷的3 mm双相钢DP780热轧板(/%:0.09C,0.17Si,1.94Mn,0.009P,0.003S,0.23Cr)分别经单道次压下率1.0%和6.0%冷轧至1 mm板,并经780℃5 h退火处理。利用X射线衍射法及剥层法分别分析了双相高强度钢DP780不同单道次压下率冷轧后和退火后的表层残余应力及厚度方向上残余应力的分布。实验结果表明,单道次压下率对双相钢DP780应力分布影响较大,道次压下率为6.0%时表层残余应力值较大且随着厚度方向的深入,应力值逐渐减小,道次压下率为1.0%时表层残余应力值较小,且随着厚度方向的深入,应力值先增加后减小,两者在厚度中心位置应力都达到最大压应力。退火可以显著减小残余应力,1.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了50%,6.0%道次压下率钢板表层残余应力减小了75%,两者在退火完成后厚度方向残余应力分布规律基本一致。

异种先进高强度钢搭接接头熔化极气体保护焊焊接工艺参数优化

以2 mm板厚无涂层DP780与MS1180钢为母材的异型搭接接头为研究对象,运用正交试验方法优化其熔化极气体保护焊工艺参数.主要研究了送丝速度、焊接速度、电弧电压、焊接倾角4个影响接头上下板热输入分配的因素对异种材料搭接接头抗拉强度的影响规律.对正交试验及结果进行直观分析和方差分析,找到了影响接头抗拉强度的主要因子为送丝速度、焊接速度和焊接侧面倾角,同时通过回归分析得到了控制接头抗拉强度的近似二阶数学模型和最优工艺参数组,揭示了主要工艺参数对异种高强度钢搭接接头抗拉强度的影响规律.

先进高强钢DP1000地板中央通道的成形回弹及补偿研究

高强度钢板因具有较高的强度而易产生严重的回弹缺陷,已成为其应用的最主要瓶颈.为此,本文以某车型地板中央通道零件为载体,针对其几何型面复杂、材料变形程度大的特点,研究先进高强度钢板DP1000的冲压成形回弹及补偿特性.通过对该零件的冲压成形工艺方案进行优化设计和全工序回弹数值模拟,并结合零件的几何特征和变形模式,对各成形工序的回弹进行精确预测.基于预测结果对模具型面采用折入处理的方式进行全工序几何补偿,实现回弹补偿的自工序完结.最后以补偿后的型面进行冲压实验,并对零件的型面尺寸进行检测分析.结果表明,全工序回弹数值模拟和型面几何补偿是解决复杂零件多工序冲压成形回弹问题的最有效方法.通过两次回弹补偿后,该零件的回弹得到完全控制,尺寸精度达到要求且成形质量良好.

先进高强度双相钢车身板的韧性断裂准则分析

先进高强度钢在冲压成形过程中由于剪切和颈缩竞争导致出现独有的断裂现象,困扰着车身板的成形工艺设计,阻碍着双相钢零件的尺寸精度与成形质量的进一步提高。修正的摩尔库伦准则可以预测双相钢的韧性断裂,但其参数的确定需要较多的试验,本文中采用一个既方便工程应用又统一拉伸和剪切这两种现象的韧性断裂准则,并编写基于Hill'48各向异性屈服准则的Abaqus Vumat子程序,模拟DP780拉弯成形实验,通过比较这两种韧性断裂准则,发现该韧性断裂准则可以用于双相钢的冲压成形的断裂预测,误差满足工程要求。

先进高强度双相钢成形极限模型

针对先进高强度双相钢的成形极限进行研究,通过对4种不同型号的钢板试件(DP590、DP780、DP980和DP1180)进行静态单轴拉伸试验,分别获取这4种型号先进高强度钢的真实应力-应变曲线以及相关力学参数。同时,基于Hill’48屈服准则以及Mohr-Coulomb (MMC)失效准则编写VUMAT子程序,通过有限元仿真软件ABAQUS,对试件进行数值仿真模拟,通过分析处理仿真数据,得到先进高强度双相钢钢板的成形极限曲线。结合现有的成形极限曲线的相关理论方法,最终建立适用于先进高强度双相钢成形极限的理论模型。最后与现有的标准成形极限曲线理论模型以及仿真数据分别进行对比验证,验证了所建模型的准确性和有效性。

两种先进高强度钢板冷冲压成形的数值模拟

根据GB/T 15825.3-2008规定的极限拉深试验方法和HAT回弹测试试验方法,运用Dynaform软件对SZBS600和SPFH590两种先进高强度钢板的冷冲压成形过程进行了数值模拟,分析了压边力、摩擦因数对回弹的影响,探讨了试验钢的极限拉深性能,并进行了试验验证。结果表明:在相同的压边力下,试验得到的两种试验钢的回弹角基本相当,且均随压边力的增大而减小;模拟和试验得到的回弹角最大相差1.03°;当压边力为200kN时,随着摩擦因数从0.03增加到0.06后,模拟得到的SZBS600钢的回弹角从13.769°降至0.676°;试验得到的SPFH590钢和SZBS600钢的极限拉深比分别为2.150和2.175,模拟得到的在2.02.2之间,与试验结果基本吻合,证明了所建模型的正确性;两种钢的回弹和极限拉深性能相当。