基于細觀損傷的熱沖壓零件力學性能研究.pdf

1、隨著汽車產銷量的不斷增加，近年來，環(huán)保問題及節(jié)能減排問題日益突出，汽車輕量化設計問題也逐漸被人們所重視，高強度鋼由于其高強度、高硬度的特點，對其熱成形工藝的研究逐漸成為了目前學術研究的熱點。高強度硼鋼22MnB5在熱成形后其脆性提高，韌性下降，因此，對于熱成形硼鋼的損傷及破裂研究也十分必要。作為車身中的抗撞及吸能部件，薄壁帽形結構件是其中最常用的設計。
　　本文根據(jù)高強度熱成形的工藝流程，對硼鋼22MnB5進行了淬火處理，通過單向

2、拉伸試驗研究了不同溫度淬火后材料的力學性能。為了描述材料的變形及斷裂過程，本文采用GTN細觀損傷模型對其進行了仿真計算，通過響應曲面及遺傳算法相結合的有限元反算法得到了適用于不同淬火溫度的細觀損傷參數(shù)。由于GTN模型中定義的材料損傷參數(shù)為基體內部的孔洞體積分數(shù)，當應力三軸度較低時，GTN模型將無法與預測剪切里造成的材料軟化及破裂，因此，本文通過在GTN模型中孔洞長大的表達式中加入剪切修正項的方法提高了GTN模型的預測精度。為了確定新加入

3、的剪切項中的參數(shù)，本文設計了不同的樣件形狀，以實現(xiàn)不同的出于較低范圍的應力三軸度，通過試驗與仿真對比的方法，優(yōu)化得到了適用于不同淬火溫度樣件的剪切修正參數(shù)，將該修正后的GTN模型用于仿真計算，發(fā)現(xiàn)對于變形過程中包含剪切力影響的樣件，其預測精度明顯高于GTN模型。
　　由于壓潰過程中的應力三軸度整體偏低，甚至為負值，因此，使用剪切修正后的GTN模型對帽形零件進行仿真計算，結果顯示該修正模型能夠較好的預測帽形零件壓潰過程中的變形及破裂