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(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)來提高高強鋼激光拼焊板的成形性能,伴隨著溫成形技術(shù)的發(fā)展,溫成形工藝控制研究及溫成形件質(zhì)量控制體系的研究也越來越受到關(guān)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(zhì)量控制體系,對認(rèn)識溫成形規(guī)律、制定溫成形工藝方案、指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)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(xué)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(nèi)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(yīng)變率(ε)下進行拉伸,

3、通過分析得到的溫拉伸應(yīng)力-應(yīng)變(σ-ε)曲線,分析了焊縫對板材力學(xué)性能以及變形溫度T、應(yīng)變率(ε)等變形條件對雙相鋼母材及其激光拼焊板力學(xué)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(yīng)力模型;
　　 (2)對溫拉伸得到的具有一定預(yù)應(yīng)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(yīng)力-應(yīng)變(σ-ε)曲線進行分析,得出了溫拉伸溫度T、應(yīng)變率(ε)、預(yù)應(yīng)變(ε)等工藝參數(shù)對板材二次拉伸力學(xué)性

4、能的影響,建立了雙相鋼激光拼焊板二次拉伸流變應(yīng)力模型;
　　 (3)以溫拉伸應(yīng)力-應(yīng)變(σ-ε)曲線為基礎(chǔ),以Benchmark2008提供的Audi05B柱標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)力模型為基礎(chǔ),將曲線曲面理論與塑性成

5、形理論相結(jié)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(guān)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(yīng)力模型為認(rèn)識雙相鋼母材及其激光拼焊板溫變形規(guī)律、指導(dǎo)溫成形工藝優(yōu)化、預(yù)測及控制板料成形后的性能提供了有力的理論及技術(shù)支持;關(guān)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