高强钢冲压成形过程中的扭曲回弹及补偿研究

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1、国内图书分类号：TG386密级：公开国际图书分类号：621西南交通大学硕士研究生学位论文高强钢冲压成形过程中的扭曲回弹及补偿研究年级2015姓名黄仁勇申请学位级别工学硕士专业机械制造及其自动化指导老师谢延敏副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TG386U.D.C:621SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSTUDYONTWISTSPRINGBACKANDCOMPENSATIONINSTAMPINGFORMINGPROCESSOF

2、HIGHSTRENGTHSTEELGrade:2015Candidate:HuangRenyongAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:MechanicalManufacturingandAutomationSupervisor:ProfessorXieYanminMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要高强钢因具有良好的减重能力、较高的安全性能等优势，已被广泛应用于汽车车身的制造之中。但高强钢在冲压成形后容易产生较大的回弹

3、，对于复杂结构的冲压件还会出现严重的扭曲回弹，对产品质量和装配精度有重要的影响。为提高产品质量和装配精度，本文以TRIP780高强钢双C梁为研究对象，进行了扭曲回弹数值分析和试验研究，并对模具结构进行了优化设计，主要工作内容如下：TRIP780高强钢是一种具有高强度和高塑性的汽车用钢，在冷变形过程中，残余奥氏体向马氏体的转变将导致材料塑性提高及回弹增大。基于TRIP780高强钢的扭曲回弹特点，计了具有扭曲回弹特征的双C梁模具，并利用YJ32-100A四柱液压机和Micro575三坐标测量仪进行了相

4、应的试验研究。基于ABAQUS软件，综合运用显示和隐式有限元方法，对TRIP780高强钢双C梁冲压成形和扭曲回弹过程进行数值模拟。基于三维空间两异面直线夹角，提出了一种扭曲回弹评价指标。基于三种不同的硬化模型：Ziegler硬化模型、Johnson-Cook硬化模型和Voce-Chaboche混合硬化模型，分析了不同硬化模型对双C梁扭曲回弹预测精度的影响。为了提高双C梁有限元模型的精度，实现扭曲回弹的精确预测，基于试验数据，利用响应面法和遗传算法对Voce-Chaboche混合硬化模型参数进行反求

5、。在已验证的双C梁有限元模型基础上，利用极差分析方法对影响扭曲回弹的相关因素进行分析，确定了影响扭曲回弹的关键因素，为有效地控制扭曲回弹提供了理论依据。基于有限元模型对双C梁扭曲回弹进行补偿研究，根据双C梁冲压成形后的应力分布情况及几何特征，对凹模与压边圈表面进行了结构优化设计，设计出了渐变圆角半径凹模与宏观织构压边圈（纵向织构压边圈与横向织构压边圈），并结合渐变圆角半径凹模与纵向织构压边圈进行了综合补偿研究。研究结果表明：基于渐变圆角半径凹模的回弹角减小了23.8%；基于纵向织构压边圈的回弹角减

6、小了27.9%，基于横向织构压边圈的回弹角减小了21.2%；基于渐变圆角半径凹模和纵向织构压边圈的回弹减小了33.6%。综上所述，基于渐变圆角半径凹模和纵向织构压边圈的综合补偿方法能更有效地控制双C梁的扭曲回弹，为扭曲回弹的有效控制，提供了新的思路。关键词：TRIP780；扭曲回弹；硬化模型；参数反求；回弹补偿国家自然科学基金资助（51005193）西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractHighstrengthsteelhasbeenwidelyusedinautomobilebo

7、dymanufacturingduetoitsadvantagesofgoodlightweightabilityandhighsafetyperformance.However,thehighstrengthsteelcaneasilygeneratealargespringbackafterstampingforming,andtherewillbeaserioustwistspringbackforthestampingpartswithcomplexstructure,whichhasan

8、importanteffectontheproductqualityandassemblyaccuracy.Toimprovetheproductqualityandassemblyaccuracy,thedoubleCrailofTRIP780highstrengthsteelistakenastheresearchobject,thenumericalanalysisandexperimentalstudyoftwistspringbackarecarriedout,andth