论文部分内容阅读
在汽车工业领域,使用先进高强度双相钢拼焊板技术来制造车身零部件逐渐成为节能减排和可持续发展的有效途径之一。先进高强度双相钢以其优良的力学性能和耐腐蚀性能,成功地用于汽车、机械等产业中,但是在成形复杂零件和大变形零件时对设备和工艺的要求比较苛刻。拼焊板技术有利于充分发挥材料性能,还能够降低设备成本和生产成本,是汽车轻量化的主要手段之一。但是拼焊板母材厚度和材料性能的差异外加焊缝特性的影响,导致在成形过程当中拼焊板的成形性与普通整板坯料存在很大的不同。有限元数值模拟在零件和产品设计以及制造过程中的地位越来越举足轻重,并开始向拼焊板零件的成形模拟领域渗透。如何合理地对焊缝及其热影响区进行有限元建模已经成为国内各大科研院校的专家学者所研究的重点和难点之一。本文以先进高强度双相钢为研究对象,采用激光拼焊和拉深冲压复合成形的工艺,将有限元模拟试验和物理试验相结合的试验方法,着重就焊缝有限元模型对拼焊板冲压成形过程数值模拟结果可能造成的影响进行了较为系统的研究,同时还探索了各种成形工艺和参数对拼焊板冲压成形性的影响,优化先进高强度双相钢拼焊板的冲压工艺。本文获得的主要研究成果:(1)对两种等厚均质双相钢板拉伸试样、异质等厚先进高强度双相钢拼焊板(纵向焊缝/横向焊缝/?45焊缝)进行单向拉伸试验,获得了先进高强度双相钢母材和拼焊钢板基本力学性能参数。同时借助了金相试验和显微硬度试验研究了焊接母材及焊缝的组织成分和维氏硬度,分析了板料宏观性能及其微观原因。(2)提出了一种等效焊缝模型,并与传统简易焊缝模型进行对比,对先进高强度双相钢拼焊板典型方盒件的拉深成形过程进行了数值模拟试验,通过对板料成形过程中应力-应变、焊缝偏移量、板料厚度、冲压力等指标的对比分析,探索了不同的焊缝有限元模型在实际方盒件冲压过程有限元数值模拟结果的差异。并且把拼焊板方盒形零件冲压成形过程的数值模拟结果与实际拉深物理试验的结果进行对比,发现等效焊缝模型与试验结果更吻合,同时对影响拼焊钢板冲压成形性的关键工艺因素进行了分析和优化。