【摘要】：熱沖壓技術是將傳統(tǒng)的熱處理技術與冷沖壓技術相結(jié)合而得出的最新的成形技術產(chǎn)物,且近幾年來發(fā)展迅猛。不僅在學術領域有諸多進展,同時在工程問題的應用方面也有了長足的進步。本文從熱沖壓工藝、熱塑性變形原理等方面入手,通過有限元模擬結(jié)果選擇較優(yōu)的成形方案,再結(jié)合BBD試驗和遺傳算法對熱沖壓數(shù)值模擬的工藝參數(shù)進行優(yōu)化;并對熱沖壓零件的金相組織和力學性能方面進一步做了研究。本文的研究內(nèi)容如下:本文首先分析了熱沖壓A柱加強板的成形工藝,重點研究不同成形方案對A柱加強板成形質(zhì)量的影響,確定了較好的模具結(jié)構(gòu)方案,有效地控制了A柱加強板的起皺和開裂缺陷。基于優(yōu)化的熱沖壓成形方案,對車身A柱加強板進行數(shù)值模擬分析,為零部件總體成形效果的后續(xù)優(yōu)化做鋪墊。基于三維有限元分析模型,本文采用二階響應面模型與多目標遺傳算法結(jié)合的方式對熱沖壓A柱加強板的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。首先通過選取上下模的壓邊力、初始溫度和摩擦系數(shù)作為工藝參數(shù)變量,以成形淬火工序后零件的最大增厚率和最大減薄率作為評判成形質(zhì)量的目標,設計Box-Behnken試驗設計。借助有限元模型來獲得試驗數(shù)據(jù),建立起工藝參數(shù)與成形質(zhì)量目標之間的二階響應面模型,通過結(jié)合遺傳算法來實現(xiàn)熱沖壓A柱加強板的工藝參數(shù)多目標優(yōu)化,獲取最優(yōu)參數(shù)組合。將最優(yōu)參數(shù)組合輸入Autoform仿真軟件所得到的模擬值與響應面做出的預測值做對比,兩者誤差極小,充分驗證了響應面模型預測的準確性。為保證多目標優(yōu)化后的工藝參數(shù)滿足A柱加強板的成形標準,接下來對按照此工藝生產(chǎn)的零件進行金相組織的檢驗,在金相顯微鏡下可以觀察到其組織由初始的珠光體加鐵素體組織變成了板條狀馬氏體組織,由此推斷其力學性能也發(fā)生了改變。再分別對5個零部件進行拉伸試驗取樣,進行抗拉強度的測量,實驗發(fā)現(xiàn)成形后零件的屈服強度可達到1500MPa。通過本課題的研究表明,有限元模擬技術、多目標優(yōu)化技術和實驗驗證的組合可以應用于熱沖壓零件的生產(chǎn),并且能夠有效地提高零件的成形質(zhì)量,縮短整車和零件研發(fā)制造周期,該技術思路可為汽車輕量化的實現(xiàn)及高性能零部件的量產(chǎn)提供理論依據(jù)與技術支持。
【圖文】：

超高強鋼熱沖壓 A 柱加強板影響因素多目標優(yōu)化通過沖壓成形與冷卻淬火過程后的板材，其抗拉強度在室溫可到 1500MPa，遠遠高于傳統(tǒng)的冷沖壓零件，從而可以實現(xiàn)以更輕薄的零件設計達到遠超壓零件碰撞性能的目標。隨著近年來熱成形工藝的不斷提高，熱沖壓超高強板在各式車身結(jié)構(gòu)件中的應用越來越多，如圖 1.1[4]。

圖 1.2 熱沖壓鋼板加熱方式Fig 1.2 Heating type of blank高強度鋼零件成形的各個因素，，熱沖壓這一技術目直接成形和間接成形[26-28]，如圖 1.3 所示。直接成爐內(nèi)進行加熱，使板材達到較高溫度，隨后迅速轉(zhuǎn)在短時間內(nèi)完成成形，并通過模具進行淬火。直接的零件，零件僅需一道工序便可成形，節(jié)省了時制造汽車前后保險杠等汽車零部件。但是熱沖壓工組織改變等因素互相影響的過程，采用直接成形淬，可能造成某些車身零部件的局部變形太大，零件下降太快，成形尚未完成時，就已經(jīng)下降至奧氏體動性迅速降低，在成形的過程中造成局部縮頸破坯料完成淬火之后，轉(zhuǎn)移到其它工位對其沖孔和
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U466

【參考文獻】

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本文編號：2670091