高强钢热成形韧性断裂准则研究.pdf

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1、硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文高强钢热成形韧性断裂准则研究RESEARCHONDUCTILEFRACTURECRITERIONOFHOTSTAMPING古古古田田田哈哈哈尔尔尔滨滨滨工工工业业业大大大学学学2012年年年07月月月国内图书分类号：TG301学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工工工学学学硕硕硕士士士学学学位位位论论论文文文高强钢热成形韧性断裂准则研究硕士研究生：古田导师：邢忠文教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2012年07月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TG301U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONDUCTILEFRACTURECRITERIONOFHOTSTAMPINGCandidate:GuTianSupervisor:Prof.XingZhongwenAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalManufacturingandAutomationAliation:SchoolofMechatronicsEn

3、gineeringDateofDefence:July,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要破裂是冲压成形中一种常见的质量缺陷，同时对成形零件的外观和性能有重要影响。广泛应用于冷成形中破裂预测的成形极限图等手段不能应用于热冲压成形。基于损伤理论建立的韧性断裂准则，同时考虑了材料的微观结构和宏观表现，为高强钢热冲压中的破裂预测提供了新的思路。以Lemaitre损伤理论为基础，推导得到适用于高强钢热冲压成形过程的韧性断裂准则，以BR15

4、00HS为试验材料，通过试验与数值模拟相结合的方法确定了准则中的材料参数。以盒形件为研究对象，使用得到的韧性断裂准则对不同工艺参数下的盒件成形进行破裂预测，研究了压边力、板料温度、板料形状和模具温度对盒破裂的影响。通过盒形件热冲压模具完成了不同工艺参数的成形试验，验证了数值模拟预测的准确性，并与数值模拟结合确定了合理的工艺参数，为高强钢热冲压工艺参数的制定提供依据。数值模拟和实验结果表明：盒形件的底部转角位置为易出现破裂部位；盒形件的极限成形高度随着压边力的增大先增加再减小，在1.2MPa条件下得到最大值；随着毛坯切角量的增大，极限高度先增加再减小，

5、在切角量为60mm时取得最大值；随着模具温度和板料温度的升高，盒形件的极限成形高度持续增大。关键词：韧性断裂准则；高强钢热成形；破裂预测-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeincreasingenvironmentalrequirements,newmaterials,highstrengthsteelinautomotiveapplicationsincreasing,duetothepoorformabilityofhighstrengthsteelatroomtemperature,thescholarshavep

6、utforwardthehotstampingprocess.Formabilityofhighstrengthsteelinthehotstampingprocesshasbeengreatlyimproved,butstilldiculttoavoidthegenerationofruptureandotherqualitydefects.Ruptureisacommonqualitydefectsinthemetalforming,atthesametimehaveamajorimpactinshapingtheappearanceandpe

7、rformanceoftheparts.Widelyusedintheforminglimitdiagramandothermeanstorupturepredictionincoldforminghotstampingpredictionisnotsatisfactory.Cuttingandforgingtheductilefracturecriterionbasedondamagetheoryestablished,takingintoaccountthemicroscopicstructureandmacroeconomicperforman

8、ceofthematerialsforrupturepredictioninthehotstampingof