熱成形微觀組織預(yù)測及S形梁模具分區(qū)冷卻熱成形技術(shù)研究.pdf

1、熱成形零部件由于其較高的強度和硬度被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，成為目前實現(xiàn)汽車輕量化發(fā)展的重要舉措。但是，經(jīng)熱成形加工后的零部件伸長率降低，減少了碰撞過程中能量的吸收。因此，在熱成形技術(shù)的基礎(chǔ)之上，產(chǎn)生了一種新的技術(shù)，即強度復(fù)合熱成形技術(shù)。這種新的熱成形技術(shù)通過降低板料不同區(qū)域的冷卻速率來促使成形件局部區(qū)域產(chǎn)生較軟的組織，從而獲得具有強度復(fù)合特性的零部件。
　　在熱成形過程中，板料淬火時發(fā)生的相變決定了其最終力學(xué)性能。因此能夠正確預(yù)測相

2、變過程對制造具有復(fù)合強度的零部件是非常重要的。本文首先通過編程實現(xiàn)了三種用來預(yù)測熱成形相變過程的動力學(xué)模型，并與實驗結(jié)果進行比較。其次，對S形梁模具分區(qū)冷卻熱成形工藝進行有限元仿真，分析了模具溫度對冷卻速率及硬度分布的影響。最后，基于S形梁分區(qū)冷卻熱成形數(shù)值模擬，利用課題組自己設(shè)計的S形模具，進行了相應(yīng)的實驗研究，并與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比。此外，S形梁成形時內(nèi)外圓角所受的應(yīng)力狀態(tài)不同，通過對成形件內(nèi)外圓角的硬度大小進行分析，得到了應(yīng)力狀

3、態(tài)對硬度分布的影響。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)通過編程成功預(yù)測了A-O模型、Li模型和K-V模型在冷卻速率為1℃/s～100℃/s情況下的相變體積分數(shù)與硬度值。通過與文獻中的實驗值進行比較，發(fā)現(xiàn)Li模型計算的結(jié)果和實驗值最接近，K-V模型計算的結(jié)果與實驗值偏差最大，A-O模型介于兩者之間。
　　(2)模具溫度越高，板料的冷卻速率和硬度值就越低。冷卻速率由模具溫度為20℃時的44.4℃/s下降至400℃/s時的16