雙相鋼激光拼焊板溫成形工藝控制的仿真及實驗研究.pdf

1、近年來,為有效降低能耗和減少環(huán)境污染,輕量化已成為現(xiàn)代車身結構設計的主流趨勢,高強鋼激光拼焊板的出現(xiàn),既解決了減輕車身重量的難題,又能滿足汽車的耐撞性要求。但是,隨著板材強度的提高,其成形性能卻大大降低,并且,由于焊縫的存在,成形過程中極易發(fā)生破裂等危險,因此,這就需要采用溫成形技術來提高高強鋼激光拼焊板的成形性能,伴隨著溫成形技術的發(fā)展,溫成形工藝控制研究及溫成形件質量控制體系的研究也越來越受到關注。研究激光拼焊板溫變形行為,建立溫成

2、形工藝控制體系及溫成形件質量控制體系,對認識溫成形規(guī)律、制定溫成形工藝方案、指導工業(yè)生產具有重要意義。
　　 本文以B340/DP590雙相鋼母材及其激光拼焊板為研究對象,通過實驗分析、仿真研究、理論計算等方法,探討了雙相鋼母材及其激光拼焊板變形前后的力學性能和流變行為、溫成形規(guī)律、成形件抗凹性評估等方面的內容,所做的主要工作如下:
　　 (1)將雙相鋼母材及其激光拼焊板拉伸試樣在不同溫度T,不同應變率(ε)下進行拉伸,

3、通過分析得到的溫拉伸應力-應變(σ-ε)曲線,分析了焊縫對板材力學性能以及變形溫度T、應變率(ε)等變形條件對雙相鋼母材及其激光拼焊板力學性能的影響規(guī)律,建立了雙相鋼激光拼焊板溫拉伸流變應力模型;
　　 (2)對溫拉伸得到的具有一定預應變(ε)的雙相鋼母材及其激光拼焊板試樣,空冷至室溫后,緩慢拉伸至斷裂,對得到的二次拉伸應力-應變(σ-ε)曲線進行分析,得出了溫拉伸溫度T、應變率(ε)、預應變(ε)等工藝參數(shù)對板材二次拉伸力學性

4、能的影響,建立了雙相鋼激光拼焊板二次拉伸流變應力模型;
　　 (3)以溫拉伸應力-應變(σ-ε)曲線為基礎,以Benchmark2008提供的Audi05B柱標準考題為研究對象,利用沖壓成形專用軟件AutoForm,建立了B柱的溫成形有限元仿真模型,考察了在不同溫度下,壓邊力及拉延筋等工藝條件對B柱成形性能的影響,并提出了合理的焊縫移動控制方式;
　　 (4)以激光拼焊板二次拉伸流變應力模型為基礎,將曲線曲面理論與塑性成

5、形理論相結合,通過比較塑性變形能與外載荷所做功的大小,建立了一種面向覆蓋件曲面特征及其沖壓成形工藝參數(shù)的激光拼焊板溫成形覆蓋件件抗凹性評估體系,并進行了相關實驗驗證。
　　 上述基于溫拉伸及二次拉伸實驗所建立的溫拉伸及二次拉伸流變應力模型為認識雙相鋼母材及其激光拼焊板溫變形規(guī)律、指導溫成形工藝優(yōu)化、預測及控制板料成形后的性能提供了有力的理論及技術支持;關于B柱的溫成形有限元仿真明確了溫成形工藝參數(shù)對覆蓋件成形性能及其對焊縫移動的