T形连接模型的冲击特性研究

T形接头的连接端头主要有连续法兰和开口法兰两种形式。为了揭示法兰形式对T形接头冲击特性的影响,采用LSDYNA对不同法兰边的薄壁梁T形接头进行仿真计算,在正向和侧向两种冲击状态下,研究不同形式接头的变形形式、位移和能量随时间的变化,同时分析了接头的刚度和开口法兰轻量化后的冲击特性,分析结果表明:在正向冲击下,不同接头的位移与能量随时间的变化基本相同,正向冲击的速度对变形结果影响很小;但是在侧向冲击下,法兰边出现开口后接头的变形形式发生改变,由下部折弯转变为缺口处褶皱,接头的位移量增大,冲击性能降低。接头的刚度随着法兰边的减少而逐渐减小。在接头服役条件中主要承受正向冲击时,可以使用开口法兰替换连续法兰,并可以进行高强材料替换实现轻量化。

马氏体含量对合金化热镀锌双相钢电阻点焊接头组织与性能的影响

目的研究在双相钢电阻电焊过程中马氏体含量对点焊接头组织、性能的影响规律。方法使用电阻点焊机对DP780、DP980、DP11803种马氏体含量不同的锌铁合金化热镀锌双相钢进行焊接,利用欧姆表、光学显微镜、扫描电镜、拉伸机和显微硬度计等设备,对基板的电阻率、工艺窗口、接头力学性能、焊点断裂模式、金相组织进行表征。结果在AWSD8.9M-2012焊接标准体系下,DP780、DP980、DP1180焊接电流窗口依次减小,DP780、DP980、DP11803种材料在最大焊接电流下的焊核直径基本一致;熔核区硬度呈增大趋势,DP780点焊接头软化不明显,DP980和DP1180的热影响区出现明显的软化现象,这主要是由母材热影响区中的马氏体回火造成的。DP780、DP980、DP1180的最大剪切力分别为23062、27317、28183N。DP780为拔核断裂模式,DP980和DP1180为部分拔核断裂模式。结论双相钢中马氏体含量的增加会使焊接电流窗口降低,整体向焊接电流减小的方向偏移,但是会提高上限电流的焊点承载强度。

超高强双相钢扩孔性能试验研究

为充分认识超高强双相钢DP1180的抵抗边部开裂能力,从而更好地服务技术人员设计汽车零部件结构及成形工艺,基于标准扩孔试验,研究了落料后边部毛刺、二次扩孔、扩张速率、冲孔后静置时间、扩孔后静置时间等因素对超高强双相钢DP1180扩孔性能的影响。研究结果表明:落料后断面毛刺的大小对扩孔率影响较大,视觉可见的毛刺均会使材料扩孔率降低约50%。标准要求范围内,扩孔率随着扩孔速率的提高而增加,而随着预扩孔量的提高而降低。冲孔试样延迟扩孔试验显示,推迟扩孔后扩孔率有降低的趋势,但降幅不大。扩孔静置试验表明,在最高70%的扩孔率变形下,超高强双相钢DP1180无延迟断裂现象发生。

基于Auto Form的材料仿真数据影响因素研究

采用Auto Form仿真软件,首先结合目前主流CAE软件中应用的流动应力模型,对不同强度钢种的单向拉伸试验数据进行拟合,分析不同强度钢种在仿真过程中流动应力模型的选取原则;再将采用不同屈服准则所得到的仿真分析结果与实际试验数据进行对比,总结了不同强度钢种在仿真过程中屈服准则的选取原则。结果表明,对于高强度钢,选取combined H-S混合模型作为流动应力模型,经仿真得到的应力-应变曲线与真实应力-应变行为更为接近,而对于低合金高强钢以及IF钢等传统软钢,分别选取BBC屈服准则及Hill48屈服准则进行仿真可以得到与真实情况更为相符的结果。研究结果对汽车零件冲压CAE仿真分析具有实用价值。

冷轧钢板表面锆化膜的制备及电化学性能分析

目的研究冷轧钢板表面状态对在其表面制备锆化膜性能的影响。方法以A、B、C三种不同品种的冷轧钢板为基材,在其表面制备锆化转化膜。使用扫描电子显微镜及电化学分析方法研究基材的表面状态。使用X射线荧光光谱测厚仪、辉光放电光谱仪及扫描电子显微电镜分析锆化转化膜的膜重、Zr元素随深度的分布状态及表面形貌,并分析锆化膜的电化学性能,结果 A、B、C三种基材的开路电位依次是-0.66、-0.61、-0.55 V,电荷传输电阻依次是647.9、798.8、1161?·cm^2,说明3种基材的表面活性依次减弱,表面导电能力减弱。A、B、C三种钢材表面制备的锆化膜膜重依次是87.28、65.39、31.48 mg/m^2,电荷传输电阻依次是863.7、920.8、2724?·cm^2。结论钢板表面活性会显著影响表面锆化膜的性能。钢板表面活性越大,其在锆化液中的活性也越大,锆化反应越剧烈,其表面沉积的锆化膜膜重越大,耐蚀性越弱。钢板表面沉积锆化膜后,耐蚀性增强。

三元磷酸盐体系无机预润滑试剂的研发及其在改善热镀锌汽车板成形方面的应用（英文）

目的旨在合成一种用于改善热镀锌汽车板材料成形性能的无机预润滑试剂,以期降低热镀锌板表面摩擦系数,进而减少冲压过程中开裂等缺陷的发生。方法以磷酸、金属硝酸盐等为主要试剂合成机预润滑试剂,在热镀锌汽车板材料表面得到均匀、连续的无机预润滑薄膜。采用扫面电子显微镜、辉光光谱仪等手段对材料表面所形成的无机预润滑薄膜的基本形貌、厚度等进行表征。采用平板摩擦、深冲实验对材料涂覆预润滑膜后的表面摩擦系数及冲压性能进行分析。同时,根据汽车板材料认证特点,对无机预润滑处理后的热镀锌汽车板材料的焊接/胶接、涂装性能进行分析。结果采用辊涂法在热镀锌汽车板材料表面可形成厚度为50～60 nm连续、均匀的薄膜。较之普通热镀锌材料,上述表面涂覆无机预润滑薄膜后的热镀锌材料表面摩擦系数可有效下降13%。,且伴随板面温度升高,无机预润滑热镀锌材料表面摩擦系数的下降愈发明显;同时,无机预润滑处理热镀锌材料的焊接性能(包括焊接窗口、焊接寿命)符合同等厚度汽车板材料的认证需求。涂覆无机预润滑薄膜热镀锌板表面与汽车结构胶具有良好的兼容性;此外,汽车主机厂挂片实验结果证实,现有的脱脂工艺可将材料表面无机预润滑膜彻底脱除,所得磷化膜厚度、晶粒大小与普通热镀锌板无异。结论当前所研发的无机预润滑试剂在热镀锌板表面形成薄膜,在不影响材料其他各项性能的前提下,可有效降低材料摩擦系数,为减少冲压缺陷的发生提供保证。

环保型防锈乳化油的合成及其在热轧钢结构件防腐中的应用

以N15机械油为基础油,二元羧酸与石油磺酸钡复配作为防锈剂、OP类与Span类作为乳化剂,乙二胺四乙酸二钠作为螯合剂,合成了一种环保型防锈乳化油,旨在用于热轧钢焊管结构件的短期防腐。通过正交试验得到的配方为:m(N15机械油)∶m(硼酸)∶m(三乙醇胺)∶m(氢氧化钠)∶m(复合乳化剂)∶m(复合防锈剂)∶m(螯合剂)=7.1∶0.4∶0.3∶0.1∶0.5∶0.5∶1.1。将其与民用水按质量比1∶9混合均匀并涂覆到Q500热轧钢板、热轧焊管母材及焊缝处,采用中性盐雾试验、室外暴露试验及电化学测量法评价了其实际防护效果。结果显示,所得防锈乳化油层可为基材提供3个月以上的户外防护。

基于薄壁梁落锤压溃高强钢动态力学性能分析

先进高强钢对汽车的安全性和轻量化具有重要影响,其动态力学性能直接影响到整车碰撞安全。针对汽车用先进高强钢的动态力学性能进行分析,选取双相高强钢HC500/DP780,分别采用普通力学拉伸试验机和液压伺服高速拉伸试验机,获得0.001和0.1 s^(-1)的2种准静态下以及1,10,100,200,500和1000 s^(-1)的6种高应变速率下的单向拉伸试验力学性能,并基于Johnson-Cook方程获得材料的动态力学本构模型。基于薄壁梁落锤压溃试验平台进行压溃性能分析,并采用LS-DYNA进行模拟仿真分析,以此对材料动态力学性能数据及本构模型进行验证分析。结果可知:模型仿真与试验分析的变化趋势基本一致,表明模型仿真的准确性,进而说明材料动态力学性能及本构模型的准确性;随着碰撞速率的增加,管件的吸能比以及载荷比都在减小,这说明碰撞速率对管件的吸能特性有一定影响,随着碰撞速率增加,管件的吸能特性逐渐降低。

基于落锤压溃试验高强钢材料吸能特性分析

选取双相高强钢DP590D+Z、DP780D+Z、DP980D+Z作为研究对象,基于高速拉伸试验对3种高强钢材料的动态力学性能进行对比分析,获取应变速率变化对材料力学性能的影响;基于高强钢材料薄壁梁结构落锤压溃试验,对材料的吸能特性进行分析,对比同一种材料不同冲击速度的吸能特性以及不同材料相同冲击工况的吸能特性。结果可知:随着材料强度增加,力学性能对应变速率敏感性降低,能量吸收对应变速率敏感性降低;当压溃试样的吸能比高于0. 95时,试样变形模式表现为压溃褶皱变形,此时试验准确反应材料的吸能特性;相同冲击条件下,材料强度增加,材料吸能比和比吸能均有所下降,平均载荷较大,极限载荷较小,载荷比较大,表明材料的承载力波动较小,表现出更好的承载特性;材料帽形梁结构的力学和吸能特性变化规律与原材料一致,可以作为车身设计选材的参考依据。

高强钢冲裁断面质量模具间隙敏感性分析

高强度汽车板应用越来越多,其成形边裂问题一直是研究的热点。冲裁间隙对冲压件断面质量有着重要的影响,以S550MC、S315MC和SPFH590等3种高强钢板为研究对象,以冲孔、扩孔和电镜扫描等物理试验为研究手段,分析了冲裁间隙对断面质量、冲裁力和扩孔率的影响。结果表明,对于高强钢来说,随着光亮带宽度的增加,扩孔率并不一定增加;对于S550MC来说,适当增加冲裁间隙不仅有利于降低冲裁力,且有利于提高板料的扩孔性能。

焊接材料对双金属复合板焊接接头性能的影响

为研究焊接材料对Q235B/304双金属复合板焊后性能的影响,采用手工焊条电弧焊方法焊接Q235B/304双金属复合板,焊接材料分别为THNi317焊条和THA062焊条。利用光学显微镜及EDS（X射线能谱仪）分析了焊接接头金相组织和合金元素在熔合线两侧的分布情况,并进行了焊接接头力学性能试验。结果表明,两种焊条的焊缝组织主要均为奥氏体γ和少量δ铁素体。THNi317焊接材料可以更加有效控制碳元素扩散以及铬和镍合金元素稀释。采用两种焊条获得的焊接接头抗拉强度和硬度均满足标准要求,但是采用THNi317焊条获得的焊缝和热影响区比采用THA062焊条获得的焊缝和热影响区具有更好的冲击韧性。