超高强度钢板在汽车车身上的应用,不但可以实现汽车轻量化,而且还可使车体的弯曲刚性和扭转刚性都得到显著提高,保证整车的碰撞安全性,故而成为汽车用钢铁材料的重要发展方向。超高强度钢板的热冲压成形工艺集传热、形变和相变于一身,冲压过程中钢板的力学性能、成形机理和成形工艺与传统的冷冲压和热加工都不相同。板料在热冲压成形过程中经历了复杂的温度变化,其力学性能也随温度的变化而变化。因此,对热冲压成形过程中钢板力学性能进行研究,探索成形参数对钢板力学性能的影响规律,对于热冲压成形技术的深入研究与实际应用具有重要意义。 本文以超高强度硼钢板USIBOR 1500为研究对象,采用试验研究与数值模拟相结合的方法,对热冲压成形过程中钢板力学性能的变化规律及主要成形参数对其力学性能变化的影响规律进行研究。研究工作在对热冲压成形工艺进行分析的基础上,完成了高温力学性能试验。即在材料完全奥氏体化后降到不同温度、不同应变速率条件下进行了单向拉伸试验,获得了不同条件下的真实应力—应变曲线,分析了主要工艺参数对钢板流变应力的影响规律。在高温拉伸试验结果的基础上提出了钢板的热冲压流变应力修正数学模型,并将修正数学模型耦合到有限元软件中进行数值模拟,验证了该数学模型正确性。采用有限元分析技术对超高强度硼钢板U型件的热冲压成形工艺过程进行了数值模拟与仿真,研究了主要成形工艺参数对板料成形的影响规律,并论证了适宜的热冲压成形工艺参数。最后,与超高强度硼钢板U型件的热冲压成形工艺试验结果进行对比,验证了研究结果的正确性,为该项新工艺今后在我国的全面推广应用做了有意义的探索。