DP590冷轧汽车板成形性能评价与数值模拟

论文摘要

近几年来,我国汽车行业飞速发展,2010年汽车产量达1826.47万辆,位居全球第在车体材料中钢铁材料的质量占60%-70%,如果汽车质量降低10%,燃油效率可提高6%～8%,因此采用既能达到性能要求又能满足减重、减薄的高强度钢板成为汽车用钢的发展趋势。本论文以某钢铁集团生产的冷轧双相钢DP590为研究对象,通过与深冲板DC01、DC03、DC04及DC06进行对比,分析了显微组织及织构组态对成形性能的影响；并从成形性能实验及数值模拟两个方面对DP590钢的成形性能进行评价。论文主要研究内容如下：1)利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜对DP590的微观组织和形貌进行了观察；利用EBSD技术对试验钢的微观织构进行了测定；通过单向拉伸试验测定试验钢的力学性能及成形性能；分析了显微组织、织构组分对力学性能和成形性能的影响。2)采用实验室BCS-50AR万能薄板试验机,对DP590和DC系列深冲板进行基本冲压成形试验（包括扩孔试验、锥杯试验、杯突试验）,分析压边力、凸模速度、控制载荷等参数对成形性能的影响；同时研究材料本身对拉胀性能、拉伸凸缘性能等的影响。3)采用实验室WDW-300万能电子试验机,对DP590和DC06钢进行弯曲试验,改变弯曲角度和弯曲半径,比较两者的回弹量,分析回弹的影响因素。4)通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对试验钢的杯突成形过程进行数值模拟,在模拟条件下分析凸模速度、压边力等参数对杯突值的影响,建立一种适用于薄板成形性能研究的数值模拟算法。5)利用刚模胀形试验,建立DP590的成形极限图。对比分析DP590与其它汽车用钢的FLD0,分析成形极限图的影响因素。为制定及优化其冲压成形工艺提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车用钢简介
• 1.2.1 普通高强度汽车用钢板
• 1.2.2 先进高强度汽车用钢板
• 1.3 双相钢介绍
• 1.3.1 双相钢的性能特点
• 1.3.2 冷轧双相钢生产工艺
• 1.3.3 冷轧双相钢的发展历史及现状
• 1.4 成形性能研究
• 1.5 数值模拟在板材成形中的应用
• 1.6 本课题研究目的及意义
• 1.7 本课题研究内容
• 第2章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 力学拉伸试样制备
• 2.3 微观组织观察试样制备
• 2.4 成形试验
• 2.4.1 扩孔试验
• 2.4.2 锥杯试验
• 2.4.3 杯突试验
• 2.4.4 弯曲试验
• 2.4.5 成形极限图（FLD）
• 2.5 有限元模拟分析
• 2.6 本章小结
• 第3章 微观组织观察及力学性能分析
• 3.1 微观组织的分析
• 3.1.1 光学显微组织
• 3.1.2 扫描电镜显微组织
• 3.1.3 透射电镜显微组织
• 3.2 力学性能分析
• 3.3 EBSD分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 冷轧DP590汽车板成形性能评价
• 4.1 扩孔性能研究
• 4.1.1 扩孔试验结果
• 4.1.2 凸模速度对扩孔性能的影响
• 4.1.3 控制载荷对扩孔性能的影响
• 4.1.4 材料性能对扩孔率的影响
• 4.2 锥杯试验
• 4.2.1 锥杯试验结果
• 4.2.2 凸模速度对锥杯值的影响
• 4.2.3 压边力对锥杯值的影响
• 4.2.4 材料性能对锥杯比的影响
• 4.3 拉胀成形性能研究
• 4.3.1 杯突试验结果
• 4.3.2 凸模速度对杯突值的影响
• 4.3.3 压边力对杯突值的影响
• 4.3.4 材料性能对杯突值的影响
• 4.4 弯曲性能研究
• 4.4.1 弯曲试验结果
• 4.4.2 弯曲角度对回弹角的影响
• 4.4.3 弯曲半径对回弹角的影响
• 4.4.4 材料性能对回弹量的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 拉胀成形性能数值模拟研究
• 5.1 有限元模型建立
• 5.2 数值模拟结果与分析
• 5.2.1 模拟杯突值的应力应变分布
• 5.2.2 压边力对模拟杯突值的影响
• 5.2.3 凸模速度对模拟杯突值的影响
• 5.2.4 模拟成形中的厚度减薄
• 5.3 本章小结
• 第6章 成形极限图（FLD）
• 6.1 FLD简介
• 6.2 FLD试验结果
• 6.3 材料力学性能对FLD的影响
• 0值的影响'>6.3.1 n值对FLD₀值的影响
• 0值的影响'>6.3.2 延伸率δ对FLD₀值的影响
• 0值的影响'>6.3.3 r值对FLD₀值的影响
• 6.4 本章小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢