汽车深冲薄钢板冲压成形及损伤机理研究

摘要

为了促进我国汽车薄钢板国产化，降低汽车生产成本，提高汽车质量，对汽车深冲薄钢板进行冲压成形研究具有十分重要的意义。在此背景下，本文利用应变分析方法对汽车复杂冲压件的选材优化、润滑工艺优化、冲压工艺优化等进行了研究，提出了新的汽车零件成形分类方法和汽车深冲薄钢板冲压级别分类方法，建立了符合IF钢冶金学特点的冲压成形损伤模型。 在分析满足复杂汽车冲压件网格印制技术要求的基础上，开发了丝网法印制网格技术，该技术具有网格线条精度好、粘附性好、成本低、效率高等优点，非常适用于汽车冲压件的网格印制。 通过比较标准试验方法和数值模拟计算得到的冷轧薄钢板成形极限，表明两者相适性较好，在工程应用中可以直接采用数值模拟计算的成形极限。利用应变分析方法，通过测量零件成形后的应变分布，作出成形极限图，可以确定零件在冲压成形过程中的危险部位和主要变形特点，评价钢板的实际成形效果，从而对选材、润滑工艺、冲压工艺等进行优化。现场实际冲压验证表明，优化预测结果与实际冲压情况比较符合。利用应变分析方法，经过大量试验，对43种复杂冲压零件进行了应变分析和优化选材，建立了这些零件的选材数据库。 对汽车复杂冲压件的结构特征和变形方式进行分析，根据零件冲压成形中危险部位的结构特征和主要变形方式，建立了对零件进行成形分类的新方法。根据该方法，提出将汽车复杂冲压件分为拉延类、平面应变类和拉胀类等三类，以指导零件的冲压成形。 对汽车复杂冲压件的变形特点和钢板的实际成形能力进行分析，提出了利用平面应变点FLD0对深冲薄钢板冲压级别进行分类的新方法，并将汽车深冲薄钢板分为七个级别。另外，在n值和r值之间的统计对应关系基础上，还研究了将按平面应变点FLD0分类的钢板冲压级别转化为按n、r值和钢板厚度三者分类的冲压级别。 通过IF钢在成形过程中不同变形阶段微观结构的观察，分析了IF钢的损伤机理，建立了一种新的IF钢损伤模型。该模型与IF钢的冶金学特点有较好的对应性，同时也可解释IF钢塑性好的原因。利用Hill二次屈服准则，推导了考虑IF钢大塑性变形、塑性各向异性时的损伤演变方程，通过测量IF钢在成形过程中的密度变化计算了损伤变量，并将损伤变量预测值与实验结果进行了比较，符合性较好。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章丝网法印制网格技术的开发与应用

第3章应变分析方法用于汽车零件冲压成形的研究

3.1应变分析方法的研究过程

3.2零件成形后应变的测量与计算原理

3.3汽车薄钢板成形极限的确定

3.4对汽车零件冲压成形进行研究

3.6本章小结

第4章汽车复杂冲压件选材数据库的建立

第5章汽车复杂冲压件成形分类的研究

5.1薄钢板冲压成形中三种典型变形方式

5.2汽车复杂冲压件的结构特征和变形方式

5.3汽车复杂冲压件成形分类的新方法

5.4讨论

5.4本章小结

第6章深冲薄钢板冲压级别分类方法的研究

第7章IF钢冲压成形的损伤机理研究

第8章IF钢冲压成形的损伤预测及实验验证

第9章论文主要结论及展望

参考文献

攻读博士学位期间公开发表的学术论文及获得的奖励

致谢