基于多目标参数优化的超高强度硼钢板热成形性能研究

摘要

超高强度钢板热成形技术是汽车轻量化应用最普遍的先进技术之一。但是超高强度钢板的热成形过程牵涉到传热及相变,比传统的冷成形技术更复杂,需要考虑更多的边界条件,容易出现破裂、起皱等缺陷问题。因此论文以超高强度硼钢板BR1500HS为研究对象,通过理论分析、热模拟试验、数值模拟以及热成形试验,分析了工艺参数对超高强度硼钢板BR1500HS热成形性能的影响,论文的主要工作如下:
　　1利用Gleeble1500热模拟试验机对超高强度硼钢板BR1500HS的热成形进行模拟分析,分析加热温度、保温时间、应变速率等对钢板的流变行为的影响规律,并建立材料的Arrhenius高温本构模型,为超高强度硼钢板BR1500HS的热成形数值模拟分析提供基础。
　　2分析了超高强度硼钢板BR1500HS在热成形过程中出现的破裂、起皱等缺陷机理。并通过单因素分析分析了不同的热冲压成形工艺参数即板料初始温度、压边力、摩擦系数、保压时间对BR1500HS热成形性能的影响。
　　3在分析得到不同的工艺参数对超高强度硼钢板BR1500HS热成形性能的影响规律后,利用正交试验响应面法建立工艺参数与钢板热成形性能(最大厚度、最小厚度以及变形均匀程度)间的函数模型,并分析工艺参数对目标函数影响的主次关系。
　　4为了进一步优化超高强度硼钢板BR1500HS的热成形性能,运用Matlab的遗传算法对钢板的变形均匀程度,最大和最小厚度进行多目标优化。通过不断的迭代分析得到近似的最佳工艺参数组合。根据得到的优化工艺参数组合完成该钢板的热成形数值模拟分析和生产试验得到合格的BR1500HS热成形制件。
　　上述的研究工作能够对超高强度硼钢板BR1500HS的热成形工艺和热成形性能优化提供参考,具有很高的实际工程意义。