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随着人们生活水平的提高,私家车开始进入每一个家庭,全球汽车使用量也因此迅速增加。但环境污染、能源浪费和资源短缺的问题也随之产生,因此汽车行业通过各种方法解决上述汽车发展中存在的问题。如今,为满足汽车轻量化的需求,车身结构件材料引入了高强钢,高强钢材料具有高强度和力学性能优的特点,并且其热成形强度能够达到1500MPa。然而,由于热力耦合的作用,热冲压成形过程中会产生破裂缺陷,严重影响了制件的成形质量,因此,为了实现热冲压成形结构件的高效、高质量加工,本文针对22MnB5高强钢材料,采用数值模拟和试验的方法对其热冲压成形过程及破裂特性进行了研究,具体如下:1.通过热拉伸试验和计算获得材料在600℃、700℃和800℃下的真实应力应变并从曲线中可以发现:在22MnB5高强钢材料成形过程中,初始成形温度与成形过程中的应变速率对其流动应变的影响较大。板料变形所需的流动应变随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。通过试验得到的应力应变建立材料的Arrhenius型本构模型。通过Origin计算拟合本构方程中的材料参数,从而得出本构中计算的材料应力应变。与试验得出的真实应力应变做对比分析,得出:所建的Arrhenius本构模型能够很好地反映出22MnB5高强钢材料在不同初始成形温度和应变速率条件下的应力应变曲线变化。2.参照国标,设置22MnB5高强钢材料的胀形实验条件,通过数值模拟建立板料在600℃、700℃和800℃下的成形极限曲线,在22MnB5高强钢材料的成形极限图中,成形极限点随温度的升高而增大。通过与实验得到的成形极限线对比,发现两者得出的成形极限线拟合较好,从而验证了仿真模型的可靠性。并模拟了在700℃、750℃、800℃和850℃温度下材料达到破裂时的成形效果图,得出22MnB5高强钢材料在700℃下有较好的成形效果。3.以减薄率为基准,通过数值分析研究22MnB5高强钢在成形过程中各成形工艺参数对材料的破裂特性的影响,得出:随着压边力、摩擦系数、应变速率和模具间隙的增大,材料的成形减薄率随之增大,成形过程中破裂缺陷的趋势也随之增大。4.利用响应面分析法研究各工艺参数对22MnB5高强钢材料成形的综合影响,发现在成形过程中,压边力与摩擦系数及其两者的交互作用对成形件的减薄率影响较大,模具间隙与应变速率影响次之。并通过优化响应面模型得出最优的工艺参数组合(压边力1.493MPa、摩擦系数0.475、应变速率10.116s-1、模具间隙2.287mm),且经过仿真验证了结果的可靠性。