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车辆用高强度板材组织控制系统的设计研究

作　者: 罗光红
导　师: 李新城
学　校: 江苏大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 组织控制系统高强度板材偏最小二乘回归超细晶铁素体
分类号: U465.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

近年来，汽车生产企业一直在努力开发诸如低价位、高性能和低重量的车型。要满足这些要求，其最有效的方法就是开发适用于新车型的高强度板材即超细晶粒钢板材。而对于广泛用于车辆板材的微合金钢晶粒超细化，科技工作者己进行了大量的研究，其中最具应用价值的是形变强化相变技术。研究表明：要获得超细晶粒钢(Ffine％≥60％，d≥4um)，需要80％的变形量，这是我国现有轧机轧制能力所无法达到的。因而试验探索多道次小变形的累积效果能否取代单道次大变形效果，对于工程应用形变诱导相变技术显得尤为重要。本研究在江苏省高校自然基金项目“微合金钢组织超细化技术研究”和江苏大学大学生立项项目“微合金钢热轧工艺材质控制系统研究”的资助下，充分利用前期工作的成果，同时结合我国车辆用高强度板材的研发现状，建立了适合我国企业生产现状的车辆用高强度板材制备的组织控制系统。本研究以微合金钢为研究对象，结合模式识别最优判别平面方法(ODP)和偏最小二乘法(PLS)，分析多道次小变形的条件下，钢种成分和变形工艺参数对组织超细化的影响。建立组织控制模型，进行工艺优化分析，以期获得最优工艺方案，为大生产条件下实际应用这一细晶制备技术进行工艺指导。主要研究内容与创新点：1．利用前期工作积累的部分高强度板材制备工艺数据，利用SQL2000数据库技术建立了试验数据库与模型参数库不同的体系对应不同的数据库，试验数据库为系统提供试验数据的统一管理和统计分析。通过改变数据库，使该系统能适用于比较广泛的板材体系。2．应用人工智能技术中模式识别的主成分分析和最优判别平面方法，对影响高强度板材的显微组织的诸多影响因素的权重进行计算分析和比较，得出最优判别平面图，从而得出主要影响因素，在保证模拟精度的前提下提高了组织控制系统的运行速度。3．对高强度板材变形工艺进行数值模拟与组织预测及组织控制。将钢种化学成分，变形工艺参数，显微组织的关系模型化并进行加工工艺模拟与组织预测及工艺优化。4．系统地研究了变形条件如温度和间隔时间对于变形诱导铁素体相变的影响规律，为定量计算出多道次变形工艺中材料的累计变形效果，专门定义了多道次变形工艺的“有效变形量”概念。由科学的定量计算得出超细晶工艺控制的优化方向，即控制第二、三道次的间隔时间和加大第三道次变形量。5．通过上述工作，成功实现了将试验钢热模拟工艺中的单道次大变形分解为工业轧机轧制能力所允许的每道次小变形量的多道次变形工艺，在现有轧机设备上实现了形变诱导相变轧制工艺，研究出一种经济、高效、切实可行的车辆用高强度板材的制备方法。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-23
  1.1 超细晶粒的制备与应用  12-15
    1.1.1 极限热机械加工技术  13
    1.1.2 超大塑性变形法(Severe Plastic Deformation)  13-15
    1.1.3 材料制备工艺的数值模拟技术  15
  1.2 形变诱导相变技术  15-17
  1.3 课题的提出及研究目的  17-23
    1.3.1 课题的提出  17-18
    1.3.2 国内、外研究现状  18-19
    1.3.3 本文的研究目的  19-20
    1.3.4 本文的主要工作  20-23
第二章车辆用高强度板材组织超细化热模拟工艺试验  23-29
  2.1 超细晶粒钢制备试验方案  23
  2.2 单道次热模拟工艺  23-24
  2.3 单道次变形的实验结果与分析  24-26
    2.3.1 变形温度对形变诱导相变的影响  24-25
    2.3.2 不同微合金元素含量对相变铁素体的影响  25-26
  2.4 多道次变形的实验结果与分析  26-29
    2.4.1 不同间隔时间的变形工艺对晶粒尺寸的影响  27-28
    2.4.2 多道次变形间隔时间对细晶铁素体百分含量的影响  28-29
第三章多道次热模拟工艺变形条件对DIFT的影响  29-39
  引言  29-30
  3.1 相邻道次软化率与有效变形对组织细化的影响  30-33
  3.2 间隔时间对组织细化的影响  33-36
  3.3 试验室轧机试验  36-39
    3.3.1 试验室轧制试验方案  36
    3.3.2 轧制工艺对性能的影响  36-39
第四章车辆用高强度板材组织控制系统的设计  39-61
  4.1 系统总体结构和模块功能设计  39-41
    4.1.1 系统的总体结构设计  39-41
    4.1.2 各个子模块的主要功能设计  41
  4.2 本文系统设计的设计思路和开发工具  41-45
    4.2.1 系统的设计思路  41-42
    4.2.2 面象对象技术  42-43
    4.2.3 系统开发工具  43-45
  4.3 系统建模步骤  45-56
    4.3.1 材质控制系统输入输出空间的选取与确定  47
    4.3.2 数据的预处理  47-49
    4.3.3 最优判别平面方法(ODP模块)  49-51
    4.3.4 偏最小二乘方法(PLS模块)  51-55
    4.3.5 工艺优化模块  55-56
  4.4 与主成分回归模型(PCA)的比较  56-58
    4.4.1 主成分回归模块  56
    4.4.2 建立主成分回归模型  56-58
  4.5 不同成分试验钢回归方程的建立  58
  4.6 试验结果分析  58-61
第五章板材组织控制系统各模块的集成与实现  61-73
  5.1 试验数据库的设计与调用  61-65
    5.1.1 建立数据库  61
    5.1.2 创建表文件  61-64
    5.1.3 数据库的连接  64-65
  5.2 系统模块的集成与实现  65-69
    5.2.1 系统集成与实现步骤  65-66
    5.2.2 COM组件  66-69
  5.3 系统界面设计与运行结果分析  69-73
    5.3.1 系统交互界面的设计  69-70
    5.3.2 系统运行与结果分析  70-73
总结  73-75
参考文献  75-79
致谢  79-81
在学期间发表的论文目录  81

车辆用高强度板材组织控制系统的设计研究

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