高强度钢辊压工艺有限元模拟与试验研究

【摘要】冷弯型钢是一种经济断面型钢，具有强度高、重量轻、截面结构合理等优点，在建筑、家电、航空、汽车等领域得到了广泛的应用。近年来，随着辊压成形工艺的发展，以高强钢为原材料的冷弯型钢越来越受到重视，尤其是在汽车行业，高强钢的应用使得汽车轻量化问题得到进一步解决，具有广阔的发展前景。因此对于高强钢冷弯型钢辊压成形工艺的研究意义重大。本文以车门里板加强筋为研究对象，利用有限元软件MSC.MARC，通过对其成形特点的分析，建立了数值模拟简化模型，并对车门里板加强筋高强钢辊压成形过程进行了模拟研究，得到了成形过程中不同成形阶段等效应力和等效应变的云图，以及弯角区内某一节点在整个成形过程中的等效应力和应变历程曲线。分析表明：等效应力和应变主要分布在弯角区及其附近区域，最大值出现在弯角区；随着成形道次的增加，等效应力和应变的极大值逐渐增大；板料节点每经过一组轧辊成形，应力就发生一次增大和减小的变化，说明辊压成形是一个重复加载和卸载的过程。通过对成形过渡区应力和应变云图的分析，得到了高强钢在成形过渡区内会继续发生一定量的塑性变形。模拟分析了成形参数对车门里板加强筋成形回弹量的影响，研究结果表明：随着相对弯曲半径减小，回弹量增加；板料厚度增大，回弹量增大；高强钢回弹量比普通钢高很多；牌坊间距对板料回弹量的影响比较小。本文对车门里板加强筋辊压成形工艺进行了试验研究，并在模拟分析研究的基础上，确定了成形制度，对车门里板加强筋成形辊花图进行了设计，选择了合理的成形机组，进行了生产线调试和工艺试验，分析了工艺试验中出现的问题，并提出解决办法，最终加工出了合格的车门里板加强筋成形件，本文的研究，将为高强钢在汽车行业内的应用推广起到了一定的推动作用。
【作者】赵振山；
【导师】刘化民；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】高强度钢；辊压成形；有限元模拟；回弹；试验研究；

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