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畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)
外 文 翻 譯
英文翻譯題目 Study on High-Temperature Deformation and Practical Appli-cation of Ultra High Strength Steel BR1500HS in Hot Stamping
學(xué) 院 名 稱: 機械工程學(xué)院
專 業(yè): 材料成型及控制工程
班 級: 成型11-2
姓 名: 陸鵬 學(xué) 號 11403070239
指 導(dǎo) 教 師: 韓豫
2014年10月 3 日
英文題目
Study on High-Temperature Deformation and Practical Appli-
cation of Ultra High Strength Steel BR1500HS in Hot Stamping
翻譯內(nèi)容
研究高溫變形和實際應(yīng)用
陽離子的超高強度鋼BR1500HS燙金
Xin SHANG a , Jie ZHOU a,* , Zhu SU a , San-zheng CHEN b and Hui Li a
材料科學(xué)與工程的關(guān)聯(lián),重慶大學(xué),重慶400045年,中國
韶關(guān)大學(xué),512005年韶關(guān),中國
文摘:為了研究工藝參數(shù)對熱成形性的影響,提高數(shù)值模擬的超高強度鋼ac-curacy BR150HS、熱拉伸試驗進行了使用Gleeble1500設(shè)備在溫度1073 k到873年間,在一系的應(yīng)變率之間0.01?1和1?1。實際的樣本獲得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線?;谶@些實驗數(shù)據(jù),Norton-Hoff模型構(gòu)建和表達了良好的高溫流變特性的表征。材料性能參數(shù)輸入到有限元程序同軸開關(guān)。復(fù)雜的車輛加強部分模型被用來分析熱沖壓工藝和仿真結(jié)果進行了基于材料參數(shù)值。最后,對比仿真結(jié)果和實際生產(chǎn)驗證的可靠性Norton-Hoff模型和模型具有較高的計
算精度
介紹
為了節(jié)約能源和減少環(huán)境污染,先進高強度鋼(展現(xiàn))已經(jīng)獲得了支出的注意力在汽車鋼鐵行業(yè)[1]。然而,高強度鋼板的使用通常會導(dǎo)致一些缺點如高影響的工具,減少成形性和回彈的傾向增加[2]。提高機械性能和避免高強度鋼板的回彈,熱沖壓工藝已廣泛應(yīng)用。高強度鋼應(yīng)用于汽車的身體,這是一個好方法減輕汽車的重量。應(yīng)用熱沖壓件在汽車行業(yè)是底盤組件,像a,b,保險杠,車頂縱梁、搖臂鐵路和隧道[3]。然而,在燙印過程中,高強度鋼材的材料特征起著重要的作用
目前的研究結(jié)果熱處理實驗,理論分析和數(shù)值模擬
應(yīng)用于冷沖壓技術(shù)[4 - 6]。然而,燙印技術(shù)是一種新的成形技術(shù)
把傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)與冷沖壓技術(shù)。這種新技術(shù)吸引了偉大的票面上許多學(xué)者。伯格曼等。[7]做了一些熱沖壓過程的數(shù)值模擬實驗。納德瑞et al。[8]研究了材料高溫流分別規(guī)范和材料參數(shù)。例如,奧爾登堡等。[9]介紹了相變的影響到他們的模擬使用Kirkaldy的動力學(xué)模型和Venugopalan[10]。米。G李et al。[11嗎?12)和Hyun-Ho博克最近構(gòu)造一個數(shù)學(xué)本構(gòu)描述擴散和配方non-diffusion相變誘導(dǎo)塑性。所有的研究方法將提供熱沖壓過程的方案
在本文中,目前的工作是研究材料高溫通過Gleeble1500流動應(yīng)力性能?;谶@些實驗數(shù)據(jù),Norton-Hoff高溫流動應(yīng)力的本構(gòu)模型。然后材料由于高溫本構(gòu)模型參數(shù)和輸入同軸開關(guān)和改進熱沖壓工藝的準(zhǔn)確性。
第11屆國際會議上工業(yè)形成過程中的數(shù)值方法AIP Conf Proc。1532年,819 - 825(2013);doi:10.1063/1.4806916?2013 AIP出版有限責(zé)任公司978-0-7354-1156-2 /30.00美元
實驗
在當(dāng)前的研究,材料性能是一個主要因素,直接影響最后部分的質(zhì)量?;谶@些因素,一些做實驗是為了建立高溫本構(gòu)模型并獲得最優(yōu)成形過程
實驗設(shè)備和程序
高溫流壓力測試進行了使用Gleeble1500機確定應(yīng)力-應(yīng)變作為溫度的函數(shù)。本文的主要實驗研究表示,包括以下方面。(1)標(biāo)本被加熱到950度C加熱速度5 o C / s;(2)保持時間是5分鐘獲得均勻的奧氏體階段;(3)快速冷卻實驗溫度冷卻速度40 o C / s和持有時間是5 s,等溫ten-sile測試是由分別在不同的應(yīng)變率和溫度
實驗結(jié)果
溫度對應(yīng)力應(yīng)變的影響包括一些因素。高溫流變應(yīng)力與變形溫度的增加會降低,但下降的程度有差別。也就是說,溫度將有一個偉大的對流動應(yīng)力的影響明顯。有一些原因:(1)流動應(yīng)力提高很快在初始階段的變形。曲線的斜率逐漸降低,然后增加抗拉強度的增加de-formation時間。(2)材料生產(chǎn)的動態(tài)恢復(fù)在恢復(fù)溫度高于抵消應(yīng)變硬化。然后曲線斜率隨之減少,夷為平地。
可以看到從圖1圖1(b)和(c),應(yīng)變速率的曲線0.1 / 1和0.01 /年代屈服現(xiàn)象在600°c,但壓力值迅速增加材料在塑性變形階段的屈服階段后,曲線斜率值太大。結(jié)果表明,應(yīng)變硬化不會抵消軟化過程。材料沒有產(chǎn)生動態(tài)恢復(fù)在600°C,所以復(fù)蘇溫度是決定600°C到600°C。
圖1所示。真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線在不同的應(yīng)變率,(a)1 / s 1,(b)0.1 / s 1,0.01(c)/ s 1
建立高溫本構(gòu)模型
應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度依賴于材料流動應(yīng)力的奧氏體真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線。當(dāng)然有一些與材料性能的關(guān)系。基于實驗數(shù)據(jù),高溫本構(gòu)模型是由Norton-Hoff模型理論[13]
Norton-Hoff模型
井上Katsuro模型[14]:
鈑金高溫本構(gòu)模型可以修改并表示如下(15
和是壓力,分別是應(yīng)力、應(yīng)變速率和應(yīng)變。K,n和m代表強度系數(shù)、應(yīng)變硬化指數(shù)和應(yīng)變率敏感性分別。n 0,0,C n和C m表示材料參數(shù)?、T、b細(xì)胞和T 0表示tem-perature因素,絕對溫度和變形分別調(diào)整值和參考溫度。0 K、b、n、m0、C n和C m都是常數(shù),是由高溫拉伸試驗決定的。
雙方的Eq。(3)對數(shù)表示為
根據(jù)Eq。(3),一些線性擬合得到的方程如下:
m表示的斜坡是 圖2 ?,根據(jù)Eq。(3),一些方程得到的線性-
停(圖4(b))如下
這個表示,這個的價值取決于,所以等同于1984.45503.
圖2。解決和關(guān)系的價值,(b)T和lnm之間的曲線擬合
圖3和之間的 關(guān)系
用m,n和到系數(shù)Eq(4)可以很容易地獲得的價值。K值對應(yīng)變率的影響并不大,所以K值由線性方程獲得
最后,得到高溫本構(gòu)模型如下:
有限元仿真模型描述和有限元法施工
在圖。4、部分尺寸約為1160×550×1.8毫米。這是認(rèn)為的形狀模擬和實驗工作?;诓糠值男纬商攸c和熱沖壓工藝原理,工藝補充部分表面被修改創(chuàng)建良好的形成條件和保證燙金、部分質(zhì)量和紅色線表示為trim-ming線。所以創(chuàng)建3 d有限元模型用于模擬系統(tǒng)同軸開關(guān)。
圖4。部分模型
圖5。燙金模型用于模擬。
從圖5可以看到,他們的形狀工具和裝配用于熱沖壓成形仿真的工具主要是靠死,潘趣和空白持有人。
結(jié)果與討論
復(fù)雜的車輛加強部分是用來模擬熱沖壓工藝和仿真結(jié)果。圖6(a)是模擬結(jié)果,圖6(b)是實驗結(jié)果
圖6。復(fù)雜的車輛加強燙印后部分模擬結(jié)果(A)(b)和實驗結(jié)果
圖7。截面溫度邊界A-A和B-B
圖8。截面厚度比較民族之間和B-B的模擬結(jié)果和實驗結(jié)果。在熱成形、材料高度是1.8毫米,奧氏體化溫度為950°C,形成和淬火時間為8秒,冷卻速度是40°C / s。沖壓速度是40毫米/秒。采用間接形成方法。熱成形simula -
是由同軸開關(guān)。圖。7顯示的溫度在熱成形邊界
溫度邊界
在熱成形,加熱溫度是一個重要因素使均勻奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體。必須足夠高的冷卻速率只有奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體階段。冷卻速度超過27 K / s是必要的對于一個完整的高強度鋼馬氏體微觀結(jié)構(gòu)[16]。另一方面,貝氏體和鐵素體transfor-mation必須避免的。從圖7中,截面溫度民族和B-B將增加,然后下降,因為空白首先與空白持有人密切接觸,然后使空白持有人進行受災(zāi)地和分發(fā)大量的熱量。同時冷卻水將帶走大部分熱量。所以空白溫度迅速下降,會使材料微觀結(jié)構(gòu)變化很快
材料厚度變化
從圖8中,金屬板的厚度降低率達到12%。在民族和B-B部分,一部分的厚,洛克在拐角處將很快減少因為材料流動阻力迅速增加和改變變形嚴(yán)重國際大的拉應(yīng)力。在實際的形成,實驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)具有相同的趨勢。熱沖壓鈑金厚度降低率在30%是可以接受的。所以com-plex車輛加強部分的厚度減速率控制在允許范圍之內(nèi)??傊?仿真結(jié)果符合實驗裝置的結(jié)果;這些演示的建立本構(gòu)模型是有效的。
溫度邊界
在熱成形,加熱溫度是一個重要因素使均勻奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體。必須足夠高的冷卻速率只有奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體階段。冷卻速度超過27 K / s是必要的對于一個完整的高強度鋼馬氏體微觀結(jié)構(gòu)[16]。另一方面,貝氏體和鐵素體transfor-mation必須避免的。從圖7中,截面溫度民族和B-B將增加,然后下降,因為空白首先與空白持有人密切接觸,然后使空白持有人進行受災(zāi)地和分發(fā)大量的熱量。同時冷卻水將帶走大部分熱量。所以空白溫度迅速下降,會使材料微觀結(jié)構(gòu)變化很快
材料厚度變化
從圖8中,金屬板的厚度降低率達到12%。在民族和B-B部分,部分的厚度會減少很快就在拐角處,因為材料流動阻力迅速增加,改變變形嚴(yán)重國際大的拉應(yīng)力。在實際的形成,實驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)具有相同的趨勢。熱沖壓鈑金厚度降低率在30%是可以接受的。所以com-plex車輛加強部分的厚度減速率控制在允許范圍之內(nèi)??傊?仿真結(jié)果符合實驗裝置的結(jié)果;這些演示的建立本構(gòu)模型是有效的。
組織調(diào)查
在圖9中觀察到(a),原始的材料尚未形成;BR1500HS由鐵氧體的主要微觀結(jié)構(gòu)階段,珠光體階段和硬質(zhì)合金。圖9(b),最微觀結(jié)構(gòu)是長條狀馬氏體。在與板馬氏體板條馬氏體給更好的延性和高強度[17]。馬氏體的形成的原因是在組裝形成部分由冷卻系統(tǒng)冷卻迅速死亡。有許多高密度位錯在晶界適應(yīng)。形成和淬火后的組織提供了充分的板條馬氏體,給出了結(jié)合強度高、延性好。因此提高了機械部分的屬性。此外,由于沖壓加工中的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變,回彈效應(yīng)是可以避免的。
圖9。微觀結(jié)構(gòu)的BR1500HS Indirect-hot沖壓前(a)和(b)后Indirect-hot沖壓。
結(jié)論
摘要BR1500HS被認(rèn)為為研究對象。真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線是通過高溫拉伸試驗獲得?;谶@些實驗數(shù)據(jù),一些參數(shù)是解決和高溫constitu-tive模型構(gòu)造。
基于上述研究結(jié)論,高溫流動應(yīng)力BR1500HS一直研究的特點,為熱沖壓工藝提供理論基礎(chǔ)。結(jié)果表明,建立的本構(gòu)模型是有效的。
引用
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指導(dǎo)教師評語
指導(dǎo)教師(簽字)
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