高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓溫度場(chǎng)分析

高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓溫度場(chǎng)分析

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1、高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓溫度場(chǎng)分析重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位)學(xué)生姓名:張嚴(yán)東指導(dǎo)教師:夏玉峰副研究員學(xué)位類別:工程碩士(材料工程領(lǐng)域)重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二O一五年五月Studyoftemperaturefieldsinhotstampingofhigh-strengthsteelAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByZhangYa

2、ndongSupervisedbyA.P.XiaYufengSpecialty:ME(MaterialProcessingEngineeringField)CollegeofMaterialScienceandEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2015重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)汽車安全性和節(jié)能性的要求越來(lái)越高,高強(qiáng)度鋼板經(jīng)過熱沖壓后以其較高的比強(qiáng)度而在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。熱沖壓技術(shù)是將板料

3、加熱至奧氏體化溫度保溫一段時(shí)間,使其達(dá)到均勻的奧氏體化狀態(tài),然后迅速轉(zhuǎn)移至模具中沖壓成形,并進(jìn)行保壓冷卻,最后獲得均勻馬氏體組織零件的過程。由于溫度場(chǎng)的加入,熱沖壓技術(shù)相對(duì)冷沖壓技術(shù)要復(fù)雜的多,其中板料和模具之間的換熱過程對(duì)零件的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及相變過程起著至關(guān)重要的作用,所以研究熱沖壓過程的熱交換過程以及工藝參數(shù)對(duì)冷卻效果的影響對(duì)熱沖壓的實(shí)際生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。本文首先以BR1500HS高強(qiáng)鋼和5CrMnMo模具鋼為對(duì)象,利用自制的實(shí)驗(yàn)裝置,測(cè)量板料和模具的溫度變化,利用最小二乘法獲

4、得一定壓力和一定的氧化作用下的界面換熱系數(shù)的變化,分析壓力和氧化作用在單獨(dú)以及交互作用下對(duì)界面換熱系數(shù)的影響機(jī)理,最后獲得界面換熱系數(shù)與壓力以及氧化皮厚度條件下的關(guān)系表達(dá)式。以U形件為研究對(duì)象,根據(jù)熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理,確定冷卻管道的直徑以及總根數(shù),討論模具間隙對(duì)板料成形以及冷卻的影響以對(duì)流換熱系數(shù)的確定。將之前計(jì)算出的界面換熱系數(shù)和對(duì)流換熱系數(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)設(shè)計(jì)出來(lái)的U形件模具,利用UG建立三維模型,導(dǎo)入至DEFORM-3D中進(jìn)行溫度場(chǎng)的建立和分析,通過數(shù)值模擬,討論了板料和模具之間的溫

5、度傳遞規(guī)律,研究模具間隙、冷卻時(shí)間、保壓力、水流速度以及工藝循環(huán)次數(shù)對(duì)冷卻效果的影響,初步確定了合理的冷卻參數(shù)為:保壓力為3MPa,水流速度為3m/s,保壓時(shí)間為10s。以BR1500HS為材料,進(jìn)行U形件的熱沖壓試驗(yàn),通過溫度記錄儀測(cè)量成形和冷卻過程中模具某些位置的溫度變化,以此來(lái)驗(yàn)證熱沖壓傳熱規(guī)律以及冷卻參數(shù)的合理性。關(guān)鍵詞:熱沖壓,界面換熱系數(shù),溫度場(chǎng),數(shù)值模擬I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentoftheautoindustry,thedem

6、andsofautomotivesafetyandenergyandenergyefficiencyforpeopleareincreasingandhighstrengthsteelafterhotstampingareusedmorewidelyforitshighspecificstrength.Hotstampingtechnologyisthatthesheetisheatedabovetotheaustenitizingtemperatureforaperiodoftimetogua

7、ranteesufficientaustenitetransform,thenquicklytransferittoamoldforformingandcoolingunderacertainpressure,andlastitistransformedintomartensite.Becauseofthetemperaturefieldtojoin,hotstampingtechnologyisrelativelymuchmorecomplexthancoldstampingtechnolog

8、y.Theheattransferprocessbetweenthesheetandthemoldisimportantforstress-strainfield,temperaturefieldandphasetransformation.Sotheresearchoftheheattransferprocessandtheeffectofprocessparametersonthecoolingprocesshasimportantsignificancefortheactualproduc

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