基于M-K模型的相变诱发塑性钢板的成形极限研究

在M-K模型的基础上，将描述相变诱发塑性的硬化方程引入到成形极限的推导中，通过考虑板料冲压成形过程中硬化性能的变化对TRIP钢极限变形能力的影响，建立了适合于TRIP钢板的成形极限预测模型。预测结果与试验结果吻合较好，表明提出的考虑相变诱发塑性效应的成形极限预测模型较准确地预测了相变诱发塑性钢的极限变形能力，有利于指导相变诱发塑性钢板成形工艺。     

基于DIC的铝合金6016成形极限试验研究

基于计算机视觉的应变测量系统对退火态铝合金6016进行了成形极限试验研究,并通过单向拉伸试验得到了材料的基本性能参数,利用这些参数根据Swift分散性失稳理论以及Hill集中性失稳理论预测得到了该材料的成形极限图。试验结果与预测结果对比,表明keeler公式的理论预测结果最为接近试验得到的数据。     

不同强化模型下的板料成形极限

介绍Hill48屈服准则下基于不同强化模型的屈服方程。推导出能够用来确定随动强化模型和混合强化模型中参数的方程。采用单向拉伸曲线上所取得的数据,对所得方程进行拟合,得到参数值,并使用所得参数值得出三种强化模型下的单向拉伸曲线。结果表明采用上述方法能够准确地确定强化模型中的参数。给出随动强化模型和混合强化模型下成形极限的计算方法。基于三种强化模型,针对分散性失稳准则、Hill集中性失稳准则、凹槽失稳准则和平面应变漂移失稳准则,得到简单加载路径下的成形极限图和成形极限应力图。从这些图中可以看出,强化模型对成形极限图和成形极限应力图影响明显。因此应当确定板料在成形过程中的强化规律,选择合适的强化模型进行成形极限预测。     

汽车行李箱内板拉深过程的数值模拟

行李箱内板是汽车覆盖件中的重要零件,生产中为了减轻汽车重量,可采用高强度钢板来成形。在板料成形基本理论的基础上,以高强度钢TRIP600为材料模型,采用有限元软件DYNAFORM对汽车行李箱内板拉深过程进行了模拟,获得了成形后的零件壁厚变薄率分布图、成形极限图和对称面的回弹值。结果表明,汽车行李箱内板在拉深过程中不易破裂,但容易出现起皱和回弹缺陷,形状冻结性差。该结果对提高汽车行李箱内板拉深件的成形质量具有重要的指导意义。     

TRIP600钢板成形汽车前纵梁冲压工艺研究

TRIP高强度钢板具有高强度、高应变率变形时的高动态吸能特性,符合现代汽车用钢材料的发展趋势。基于有限元法对TRIP600的汽车前纵梁冲压成形过程进行数值模拟,通过调整坯料外形,改善了成形质量;采用多元非线性回归模型分别拟合成形工艺参数(压边力、摩擦因数和拉深筋阻力)与破裂目标函数及回弹目标函数间的非线性关系,并基于NSGA-II多目标遗传算法,进行了成形工艺参数的优化,进一步提高了成形质量。     

基于不同失稳理论的DP780双相钢成形极限预测

采用板材综合成形试验机对DP780双相钢进行极限应变试验,分别基于C-H失稳理论和M-K凹槽失稳理论搭载Yld2000屈服准则和幂指数硬化模型对DP780双相钢成形极限曲线进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明：基于M-K凹槽失稳理论和C-H失稳理论获得的成形极限曲线对成形极限的预测精度分别为97.97%和95.82%;初始厚度不均匀度越大,钢板表面越光滑,越有利于成形;当初始厚度不均匀度为0.992时,M-K凹槽失稳理论对DP780双相钢成形极限的预测精度最高,相对误差为0.66%,在实际冲压生产中,当初始厚度不均匀度取0.992时,该理论模型可作为获取DP780双相钢成形极限曲线的一种可靠方法。     

高强钢板在汽车上的应用及冲压成形性能研究现状

随着强度的提高,高强度钢板塑性变差、成形难度增加。对典型高强度钢板,如DP钢、TRIP钢和BH钢等在汽车上的应用情况进行介绍,并对高强度钢板冲压生产时成形性差、回弹严重,以及冲模受力恶劣等常见问题进行了分析,最后对高强度钢板冲压成形性能研究现状和回弹影响因素进行了总结。结果表明,高强度钢板成形性随材料、模具和工艺参数变化而波动,所以须综合研究三者的影响规律,从而提高高强度钢板的成形性能。     

普通钢与高强度钢激光拼焊板数值模拟比较研究

为了研究高强度钢激光拼焊板的成形性能,基于LS—DYNA软件,以典型的盒形件为研究对象,从材料流动、最大增厚率、最大减薄率和成形极限图等方面,比较了普通钢和高强度钢激光拼焊板在不同压边方式下的变形情况,得到了高强度钢激光拼焊板的成形性能。研究结果表明,该研究为高强度钢激光拼焊板的实际成形和工艺优化提供了理论依据和指导。     

汽车用第三代高强度钢QP980冲压成形性研究

QP钢是一种高强度高塑性的第三代高强度钢,为了论证QP980的冲压成形能力,采用虚拟成形分析和冲压实验相结合的方法研究了汽车用第三代高强度钢板QP980的冲压成形性,并与汽车常用的CR340、DP600、DP800、DP1000四种高强度钢板进行了对比研究,研究结果证明QP980的强度略高于DP1000的强度,冲压成形性则是QP980比DP600略好。应用第三代QP钢可解决高强度且形状较复杂的零件成形问题,在汽车安全性和轻量化研究中QP980可发挥重要作用。     

相变诱发塑性钢板的时效回弹行为

在对冷轧相变诱发塑性钢TRIP780和烘烤硬化钢BH180两种钢板基本力学性能分析的基础上,通过U形件冲压成形试验分析这两种钢板的回弹对压边力和模具圆角半径变化的敏感性。对U形件冲压成形卸载后1 min至零件放置12周期间的回弹进行监测,重点对随时间变化的回弹即时效回弹进行详细的分析和讨论。采用X射线衍射对TRIP780钢中奥氏体体积分数随时效时间的变化趋势进行研究。结果表明,TRIP780钢不仅具有高强度、良好塑性和回弹大的特点,而且有显著的时效回弹,BH180基本没有时效回弹。TRIP780钢U形件卸载后1天内时效回弹最大,然后趋于稳定,卸载12周后时效回弹相对初始回弹的最大比例达到20%。X射线衍射结果表明时效回弹与相变诱发塑性效应有内在联系。TRIP780钢对压边力的变化更为敏感,可利用这个规律进行回弹控制。     

微空洞形成对双相钢薄板成型性的影响

本文报导了Mn-Si双相钢薄板成型性以及在成型过程中微空洞形成的实验研究,分析讨论微空洞形成对双相钢薄板成型极限应变的影响。从材料的损伤观点出发,探讨了双相钢薄板成型过程中微空洞形成的规律,提出了微空洞形成参数、微观组织参数以及宏、微观力学参数的关系表达式。利用此表达式,对Mn-Si双相钢薄板成型极限应变进行了估算,得到了与成型极限图（FLD）实测数据较为一致的结果。     

基于厚度梯度准则的薄板成形极限图建立方法

介绍一种预测薄板成形极限的新准则——厚度梯度准则,该准则基于薄板颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布存在极值RC。在薄板成形过程中,当板面内的厚度梯度值小于临界厚度梯度值RC时,认为薄板发生颈缩。基于厚度梯度准则,结合对IF钢成形极限试验的有限元仿真,计算获得其成形极限图,计算结果与试验数据吻合较好。将厚度梯度准则与有限元方法相结合,可在已知薄板单拉性能参数的条件下计算获得其成形极限图。     

Geometric accuracy of incremental sheet forming for TRIP590

TRIP steels have both high strength and good ductility, and they are typically used in automotive industry for the purpose of safety and energy saving. Deforming TRIP steel by ISF is practically valuable, but the application is significantly restricted by its geometric accuracy. At present, there is not enough research on geometric accuracy for TRIP steels. In this study, we explored the geometric accuracy of ISF for TRIP590 by referring to 1060Al steel and 08F steel. We found that the accuracy of TRIP590 steel was the lowest, which was because of the phase transformation of the material which occurred during deformation. To verify this, X-ray diffraction was employed to figure out the volume fraction of retained austenite. The results have shown that there is always TRIP effect during ISF process, and the relationship between natural logarithm of austenite volume fraction and the equivalent strain is negative linear. Lastly, it is proved that multiple reverse compensations could improve the geometric accuracy for TRIP steels.     

汽车轻量化用高强度钢现状及其发展趋势

汽车轻量化是汽车的主要发展方向之一，世界各国汽车及钢铁企业纷纷研制开发汽车用新型高强度钢。主要介绍了高强度钢板的特点、分类以及在汽车上的应用，重点叙述了双相钢和相变诱发塑性钢的现状及其发展趋势。     

VC析出相对Fe-Mn-Si-Al相变诱导塑性钢微观组织演变及力学性能的影响

Fe-Mn-Si-Al相变诱导塑性钢因具有较低屈服强度和良好低周疲劳性能,有潜力替代现有抗震用低屈服点钢制造钢阻尼器。对试验用钢进行准静态拉伸和低周疲劳试验,并借助多种组织表征方法研究试验用钢变形前后的微观组织演变,揭示VC析出相及奥氏体晶粒尺寸对其力学性能的影响规律及作用机理。结果表明:奥氏体晶粒粗化可以促进ε马氏体生成交叉状多变体,从而在准静态拉伸过程中,提高试验用钢断后伸长率;而在低周疲劳变形过程中,交叉状多变体削弱ε马氏体相变可逆性,使其疲劳寿命降低。VC析出相有助于提高试验用钢的屈服强度和抗拉强度,但其对ε马氏体生长具有抑制作用,使断后伸长率降低。在低周疲劳变形过程中,VC析出相钉扎ε马氏体/奥氏体两相界面,抑制ε马氏体逆相变,从而使试验用钢的循环加工硬化程度显著提高,低周疲劳寿命降低。     

基于流变学理论的TRIP600钢本构模型研究

相变诱发塑性(Transformation induced plasticity,TRIP)钢在成形过程中容易发生开裂,主要是由于发生残余奥氏体向马氏体的转变,导致外力与变形不协调。其力学行为不仅有传统的弹性变形和塑性变形,还表现出与时间相关的黏性性质,因此在对其进行本构建模时有必要考虑时间因素对变形行为的影响作用。利用流变模型既可以通过不同构件的组合准确、合理地描述TRIP钢的软、硬相性质,还可以通过各个构件弹性、塑形及黏性系数的变化与组合描述TRIP钢在变形过程中残余奥氏体向马氏体转变的行为特性,即TRIP效应。本文基于流变学理论,对TRIP600的流变学本构模型进行研究和探讨,并最终建立TRIP600分别在蠕变和松弛试验条件下统一的本构方程。     

Investigation of the mechanical behaviour of multi-phase TRIP steels using finite element methods

In recent years, the development of high-strength steels such as multi-phase TRIP (transformation-induced plasticity)-aided steels have shown great promise due to their excellent combination of high strength and ductility, which allows for the use of thinner car frame components and subsequently weight reduction. The TRIP effect, characterized by the phenomenon known as strain-induced martensitic transformation (SIMT), enhances the work hardenability of such steels as the austenite phase transforms to the much harder martensite phase during plastic straining. However, various factors exist which affect the mechanical behaviour of TRIP steels. This study will aim, through the use of finite element models, to investigate the role and influence of each of these factors on the TRIP effect in multi-phase TRIP steels. These factors include the rate at which the martensitic transformation proceeds, the state of stress to which the material is subjected to and the interaction between the surrounding matrix and embedded retained austenite islands in multi-phase TRIP steels. Investigation of these factors will provide further insight on each of their contributions to the TRIP effect in order to exploit the potential benefits offered by these steels.     

基于成形应力极限的管材液压成形缺陷预测

基于塑性应力应变关系及Hill79屈服准则,推导出极限应力与极限应变间转化关系,进而建立2008T4铝合金的成形应力极限图(Forming limit stress diagram,FLSD)。采用LS-DYNA软件对三通管液压胀形过程进行模拟,应用FLSD预测胀形过程中破裂的发生及成形压力极限,并与传统成形极限图(Forming limit diagram,FLD)结果进行了对比。研究表明,FLD与FLSD预测结果中破裂缺陷位置相同,但极限内压力值存在很大差别,而FLSD预测结果与物理试验结果较吻合。考虑到FLD受应变路径影响显著的因素,将FLSD作为管材液压成形等复杂应变路径下的成形极限的判据更加方便可靠。