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基于汽车高强度板的冲压回弹基础研究

作　者: 陈和清
导　师: 彭成允
学　校: 重庆工学院
专　业: 材料加工工程
关键词: 高强度钢板冲压回弹基础研究数值模拟回弹控制
分类号: U465.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着汽车轻量化趋势的不断发展和对汽车碰撞安全性能要求的不断提高,高强度钢板材料在汽车冲压件中的应用越来越广泛。但是由于高强度钢板较高的强度和韧性,使得其成形比较困难。一方面对成形设备以及模具材料要求更高;另一方面坯料成形后的尺寸精度较低,主要表现在回弹较大。本文围绕高强度钢板冲压回弹的问题,采用普通钢板与高强度钢板对比分析的研究方法,主要通过对高强度钢板的冲压性能的基础实验研究,结合典型弯曲成形实验及数值模拟分析,对高强度钢板的一般回弹规律作了比较全面的研究;并以某车型中立柱中内板为例,对高强度钢板冲压过程中的回弹问题作了进一步研究,取得了较好的工程应用效果;提出了有效控制高强度钢板冲压回弹的方法。(1)在参考大量国内外文献资料的基础上,对汽车用高强度钢板及板料冲压回弹研究现状作了较全面的综述。(2)通过基本力学性能实验与物理模拟实验,对高强度钢板与普通钢板的基本冲压性能做了对比性的研究,得到了相关性能指标参数。(3)结合数值模拟分析,通过对高强度钢板与普通钢板的V型及U型的典型弯曲成形的对比实验研究,得到了高强度钢板冲压回弹的一般规律。(4)采用数值模拟分析技术,以某车型中立柱内板为模型,对普通钢板与高强度钢板的成形过程及修边过程作了数值模拟对比分析,并对高强度钢板的冲压回弹问题作了进一步研究,取得了较好的工程应用效果。(5)提出了控制高强度钢板冲压回弹的有效措施。课题的研究成果对高强度钢板冲压成形的理论研究和冲压回弹控制技术研究都具有一定的指导作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题来源及研究意义  9
    1.1.1 研究背景  9
    1.1.2 研究意义  9
  1.2 高强度钢概述  9-11
    1.2.1 高强度钢的定义与分类  9-10
    1.2.2 高强度钢板在汽车制造中的应用  10-11
    1.2.3 汽车用高强度钢的研究与发展  11
  1.3 板料弯曲回弹概述  11-17
    1.3.1 板料弯曲回弹产生机理  11-13
    1.3.2 板料塑性弯曲回弹理论研究  13-15
    1.3.3 回弹影响因素  15-16
    1.3.4 板料冲压回弹预测及控制技术  16-17
  1.4 高强度钢板冲压成形技术难点与回弹研究  17-19
    1.4.1 高强度钢板的主要成形问题  17
    1.4.2 高强度钢板成形对冷作模具材料提出更高要求  17
    1.4.3 对高强度钢板冲压回弹的研究  17-19
第2章高强度钢板冲压成形性能基础实验研究  19-31
  2.1 引言  19
  2.2 拉伸实验  19-25
    2.2.1 研究条件  19-20
    2.2.2 基本力学性能结果与分析  20-22
    2.2.3 塑性指标  22-23
    2.2.4 应变硬化指数n 分析  23
    2.2.5 塑性应变比r 分析  23-24
    2.2.6 拉伸结果分析  24-25
  2.3 杯突实验测试板料胀形性能  25-27
    2.3.1 实验原理及设备  25
    2.3.2 实验材料及条件  25
    2.3.3 实验结果与分析  25-27
  2.4 L.D.R 法测试高强度钢板极限拉深比  27-30
    2.4.1 实验原理与操作  27-28
    2.4.2 实验条件  28
    2.4.3 实验结果与分析  28-29
    2.4.4 高强度钢板拉深成形性能影响因素分析  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章高强度钢板典型零件弯曲回弹实验研究  31-58
  3.1 实验设备与材料  31-33
    3.1.1 实验设备与条件  31-33
    3.1.2 实验材料  33
  3.2 V 型弯曲回弹实验研究  33-44
    3.2.1 研究内容  33-34
    3.2.2 V 型弯曲应力应变分析  34-35
    3.2.3 V 型弯曲力-位移曲线分析  35-37
    3.2.4 V 型弯曲回弹影响因素分析  37-40
    3.2.5 V 型弯曲数值模拟分析  40-43
    3.2.6 高强度钢板 V 型弯曲回弹规律总结  43-44
  3.3 U 型弯曲回弹实验研究  44-57
    3.3.1 研究原理及内容  44-45
    3.3.2 U 型弯曲应力应变分析  45-48
    3.3.3 U 型弯曲力-位移曲线分析  48-49
    3.3.4 U 型弯曲回弹影响因素分析  49-53
    3.3.5 U 型弯曲数值模拟分析  53-56
    3.3.6 高强度钢板 U 型弯曲回弹规律总结  56-57
  3.4 本章小结  57-58
第4章基于汽车中立柱的高强度钢板冲压回弹数值分析  58-76
  4.1 板料冲压成形有限元分析技术  58-61
    4.1.1 板料成形数值模拟分析技术的研究发展  58-59
    4.1.2 板料冲压成形特点及数值模拟算法  59-60
    4.1.3 板料成形数值模拟分析技术在汽车制造业中的应用  60-61
    4.1.4 板料冲压成形模拟技术的发展趋势  61
  4.2 数值模拟分析软件 Dynaform 简介  61-62
  4.3 基于汽车中立柱的冲压回弹数值模拟分析  62-74
    4.3.1 分析模型及工艺分析  62-63
    4.3.2 坯料尺寸优化及前处理  63-64
    4.3.3 模拟参数对成形性能的影响  64-67
    4.3.4 分析截面的选取与变形分析  67
    4.3.5 材料性能对回弹的影响  67-69
    4.3.6 压边力对回弹的影响  69-70
    4.3.7 摩擦系数对回弹的影响  70-72
    4.3.8 工程应用分析  72-73
    4.3.9 高强度钢板冲压回弹控制措施  73-74
    4.3.10 有待于进一步解决的弯曲回弹问题  74
  4.4 本章小结  74-76
结论  76-77
参考文献  77-79
致谢  79-80
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  80-81

基于汽车高强度板的冲压回弹基础研究

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