薄壁管高氣壓熱成形技術與工藝研究.pdf

1、為滿足汽車工業(yè)對減輕車身重量、減少能耗和排放的需求，本課題提出薄壁管高氣壓熱成形技術，旨在制造車身用超高強度鋼薄壁空心管件。該技術采用高溫成形的方法，將超高強度鋼在成形模具內加熱到奧氏體區(qū)(850～950℃)，利用高壓氣體脹形，然后再利用超高強度鋼淬火硬化效應，對模具內已成形的管件進行淬火處理，以獲得強度在1200MPa以上的薄壁空心管件。本課題研制開發(fā)了一套薄壁管高氣壓熱成形試驗裝備，并利用典型碳素結構鋼進行了大量的工藝試驗研究。在數(shù)

2、值模擬和工藝實驗相結合的基礎上，探究了多種因素對薄壁管高氣壓熱成形過程的影響，為下一步超高強度鋼氣壓管成形試驗和成形裝備的改造升級提供指導和依據(jù)。研究工作主要內容和結論總結如下：
　　(1)薄壁管高氣壓熱成形試驗裝備的研制開發(fā)。本文對成形裝備的關鍵機構如模具水冷通道、管端密封結構、高壓氣體供給裝置和加熱系統(tǒng)等展開了研究，并采用STEP7和WinCC完成了整機基礎自動化的控制和人機界面的設計。
　　(2)薄壁管高氣壓熱成形數(shù)值

3、模擬。本文采用ANSYS建立了成形模具的彈塑性有限元模型，模擬結果表明，成形過程中模具應力應變最大的位置出現(xiàn)在型腔過渡圓角處;利用LS-DYNA建立了薄壁管成形過程的剛塑性有限元模型，分析了不同工藝參數(shù)對成形管坯壁厚分布及減薄率的影響規(guī)律，模擬結果表明，溫度越高，氣壓越大，管坯減薄率越大;增大進氣速率和軸向力可以在一定程度上抑制壁厚過度減薄。
　　(3)薄壁管高氣壓熱成形實驗研究。本文采用典型碳素結構鋼進行了大量的工藝試驗，研究了