双相钢DP590摩擦系数测定及其成形极限研究与应用

摘要

汽车未来朝着轻量化的方向变革，实现轻量化的有效方式就是采用先进高强度钢。然而，在汽车车身结构件的成形中依然会发生拉毛及减薄破裂等现象。本文以双相钢DP590为研究对象，探究其成形极限的理论预测和试验的对比，并以此作为拉深仿真的失稳判据。在导入最佳表面质量下的摩擦系数和流变曲线的条件下，采用仿真与实际拉深试验对比验证的方法，分析拉深件不同部位的减薄和拉裂的情况。本文主要的研究内容归纳如下：
　　（1）根据板料与模具接触应力的范围，设置合理的工艺参数进行研究不同载荷和不同滑动速度对DP590摩擦系数的影响。结果发现，法向载荷和滑动速度对双相钢DP590的平均摩擦系数都有一定的影响，即当载荷增大，DP590的平均摩擦系数先升高然后减小，而当销球滑动变快，DP590的平均摩擦系数跟随着降低。通过SEM观察DP590钢板的表面形貌，确立了DP590的最佳表面质量下的摩擦系数。
　　（2）通过单向拉伸试验获取了DP590的流变曲线，并由经典的Hollomon硬化曲线方程结合最小二乘法求出应变硬化指数n以及硬化系数K。由DP590拉伸过程中的应变强化和缩颈的临界状态推导Considere判定法则，从而找出材料发生失稳的临界点，这为理论预测成形极限奠定了基础。计算DP590的各向异性指数r，作为理论预测成形极限的导入参数。
　　（3）基于Hill-Swift失稳理论，并联合Hill48屈服条件和Hollomon硬化曲线推演了双相钢DP590的成形极限显式预测公式。用刚模胀形试验获取的极限应变点与理论预测值对比探究，结果发现，试验测得的极限应变值整体上要高于显式预测公式计算的极限应变值。
　　（4）将摩擦系数、单拉曲线和成形极限等力学性能参数导入到有限元软件Dynaform中，先通过拉深实验与仿真结果对比，论证仿真结果的可靠性，再分析工艺参数对DP590拉深件不同部位减薄的效果。结果表明，压边力对DP590拉深件的减薄起重要作用，凸缘部位和凹模圆角上半部增厚，凹模圆角下半部和筒壁部位均有不同程度的减薄，而危险断面处的减薄率最大。在低速状况下，凸模运行的速度对DP590拉深件减薄的作用不明显。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 汽车用高强钢简介

1.3 双相钢生产工艺介绍

1.4 国内外研究现状

1.5 本文研究意义及目标

1.6 本文主要内容和流程图

第二章 DP590界面摩擦系数测定

2.1 引言

2.2 摩擦理论及其力学模型介绍

2.3 板料拉深中摩擦分析

2.4 试验材料及试验设备介绍

2.5 试验原理及试验内容

2.6 DP590摩擦试验结果分析

2.7 本章小结

第三章 DP590单向拉伸力学性能研究

3.1 引言

3.2 试验条件

3.3 试验结果及数据分析

3.4 本章小结

第四章 DP590成形极限理论预测及试验对比研究

4.1 引言

4.2 板料塑性成形基本理论简介

4.3 DP590成形极限预测模型推导及计算

4.4 DP590刚模胀形试验

4.5 DP590成形极限图对比分析

4.6 本章小结

第五章 成形极限在DP590拉深仿真中的应用与试验对比

5.1 引言

5.2 DP590仿真模拟分析过程

5.3 仿真模拟可靠性验证

5.4 拉深件减薄率的仿真和试验对比分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间承担科研情况及主要成果