dp600高强钢板材磁脉冲驱动变形行为研究

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1、校代码10530学号201510161666分类号TG146.2+2密级公开硕士学位论文DP600高强钢板材磁脉冲驱动变形行为研究学位申请人曹栋指导教师徐俊瑞副教授学院名称机械工程学院学科专业材料科学与工程研究方向材料成形及数值模拟二零一八年六月ResearchonDeformationBehaviorofDP600HighStrengthSteelWithMagneticPluseDrivingFormingCandidateCaoDongSupervisorAssociateProf.XuJunruiCollegeSchoolofMechanica

2、lEngineeringProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationMaterialFormingandNumericalSimulationDegreeMasterUniversityXiangtanUniversityDateJune2018湘潭大学硕士学位论文摘要在现代工业技术环境下，能源与环保成为了不可回避的重大社会课题。对于汽车行业来说，轻量化是降低能耗的重要途径，高强度则可以提高安全性能。因此，汽车采用具有高强度、高塑性的高强钢板材成为一种发展趋势。目前在高强钢的应用方面还存在着一些

3、不良问题如变形时易开裂、变形抗力大、成形后回弹大等。磁脉冲成形技术作为一种新型的高速率成形工艺，能够有效的提高材料的成形性能。本文主要针对目前应用最广泛的DP600双相钢板材进行高速率成形研究。通过对DP600双相钢板材进行准静态拉伸试验和Hopkinson高速率拉杆试验，得到准静态和高速率下的应力-应变曲线。分析了双相钢板材在不同应变速率下的力学特性。研究结果表明:高速率条件下材料的屈服强度和极限抗拉强度都有明显的提高，成形性能也得到显著提高。利用不同应变速率下拉伸试验数据，建立DP600双相钢的J-C本构模型，并与试验值进行对比，结果表明得到的本构

4、模型能够准确预测材料的高速率变形行为。基于DP600双相钢的高速率动态拉伸试验，采用宏观与微观分析相结合的分析方法，探讨了应变速率对断口形貌以及微观组织的影响，揭示了双相钢板材在不同应变速率下的微观组织演变规律。采用有限元软件ANSYS中的Multiphysics多场耦合模块，建立DP600双相钢板材电磁胀形的2D有限元模型。详细分析了在不同放电电压和不同厚度铝合金驱动片下，DP600双相钢板材的磁脉冲成形过程，获得了驱动片上电流密度、电磁力、磁力线等的分布规律，分析了板材的成形轮廓、变形速度以及应变速率随放电电压和驱动片厚度的变化规律，为后续的试验研

5、究提供理论指导。由于高强钢的电导率低，试验时采用高电导率的铝合金作为驱动片驱动高强钢板材变形。以仿真模拟为依据设计合理的线圈尺寸、模具结构以及试样的大小。分析了不同放电电压和不同厚度驱动片下DP600双相钢板材的胀形高度、壁厚分布，探究高强钢板材磁脉冲驱动成形规律和变形行为。结果表明：最大成形高度与放电电压成线性关系；采用2mm驱动片驱动时成形效果最好，能量利用率最高。关键词：DP600双相钢板材；本构模型；电磁成形；数值模拟IAbstractAbstractInthemodernindustrialandtechnologicalenvironmen

6、t,energyandenvironmentalprotectionhavebecomeanunavoidableandimportantsocialissue.Fortheautomotiveindustry,lightweightisanimportantwaytoreduceenergyconsumption,high-intensitycanimprovesafetyperformance.Therefore,thereisarecentglobaltrendintheautomotiveindustryofincreasingtheuseof

7、high-strengthsteelsheetsaimingatproducinglighterandsafercars.Atpresent,thereexistssomeformingproblemsintheapplicationofhighstrengthsteel,suchaseasycracking,largedeformationresistance,superfluousspringback,andsoon.Magneticpulseformingishighspeedformingprocess,whichcansignificantl

8、yimprovetheformabilityofmetalmaterial.Thispaper