数值模拟热冲压工艺参数的优化设计.pdf

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1、第12期机械设计与制造2014年l2月MachineryDesign&Manufacture173数值模拟热冲压工艺参数的优化设计单云(无锡职业技术学院机械技术学院，江苏无锡214121)摘要：随着汽车轻量化的要求不断提高，热冲压技术得到了广泛的应用。为研究热冲压过程中各工艺参数对热冲压的影响，基于ABAQUS软件建立了超高强度钢板热力耦合模型，分别模拟了压边力、冲压速度、模具初始温度对板料等效应力变化情况，并经过实冲实验验证了仿真的准确性。结果表明，随着压边力和冲压速度的增加，等效应力随之增加，随着模

2、具初始温度的增加，等效应力不断减小，最大应力和危险截面出现在凸模圆角区，实验结果和模拟结果相吻合，并据此得出了最佳工艺参数。关键词：超高强度钢板；热成形工艺；数值模拟；热力耦合中图分类号：TH16；TG412．41文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)12—0173—03TheOptimizationDesignofHotStampingProcessParametersBasedontheNumericalSimulationSHANYun(MechanicalInstituteofT

3、echnology，WuxiVocationalandTechnicalCollege，JiangsuWuxi214121，China)Abstract：Withtheincreasingrequirementoftheautomotivelightweighting，hotstampinghasbeenwidelyused．Inordertostudytheeffectofprocessparozneterstohotstamping，thecoupledthermo-mechanicalmodelo

4、fultrahighstrengthsteelhasbeenestablished，basingOnABAQUS80j~Ware．Withthechangesoftheblankholderforce(BHF)，thepunchspeedandinitialtemperature，thedistributionofequivalentstressofUHSSWassimulated，andthesimulationWO$verifederarealstampingtheaccuracyofthebyth

5、eexperiments．TheresultsshowthattheequivalentstressincreaseswiththeincreaseofBHFandpressingspeed．However，theequivalentstressdecreaseswiththeincreaseofinhialtoolstemperature，andthemaximumstressanddangeroussectionisinpunchfilletarea．Theexperimentalresuhsand

6、simulationresultsareidenticalverywellandtheprocessparametersofhotstampingprocessareoptimized．KeyWords：UltraHighStrengthSteel；HotStampingProcess；NumericalSimulation；TheCoupledThermo-MechanicalModel运用ABAQUS软件建立了热力耦合有限元模型，研究了压边1引言力、冲压速度、模具初始温度工艺参数对盒形件最大应力的影

7、响，为减小油耗、缓解能源危机、降低环境污染，整个社会对汽预测了危险区域，并用实冲实验进行验证，优化了工艺参数。车轻量化有着紧迫要求，高强钢在保证安全可靠性能下能很好的实现轻量化。由于常温下高强钢具有较小的硬化指数、厚向异2模型的建立性系数、延伸率，易拉裂、起皱和回弹目。研究表明热成形是解决以模拟采用的材料是超高强度钢22MnB5，板料的厚度是上难题的有效途径，高强度钢板1加热后，变形抗力低，可塑性lmm。材料的参数，如表1所示。板料的流变曲线图，如图1所示。好，成形后零件强度大，且高温成形零件无回弹H。

8、即在不同温度下的应力应变图，该曲线决定了材料在冲压过程中热冲压技术是指将板料加热到奥氏体化温度(850～950)~流动的性能Ct。由图示可知随着温度的上升高强钢加工强化效后，快速转移到集成形和淬火于一身的冲压模具上，在模具上成果减弱。考虑到零件的对称性，建立了采用四分之一几何模型，如形并以高于27~C／s的速率淬火得到完全马氏体组织，技术得到的图2所示。运算过程中模具、压边圈设为刚体，板料为三维可变形制件强度可高达1600MPa左右，可很好