板料成形性能及CAE分析

/板料成形性能及分析文獻綜述引言隨著強度的提高，高強度鋼板塑性變差、成形難度增加。對典型高強度鋼板，如鋼、鋼和鋼等在汽車上的應用情況進行介紹，介紹了目前處在實驗測試階段的鋼，具有許多優(yōu)良的性能，只是投入生產中還存在一些尚待解決的問題。對高強度鋼板沖壓生產時成形性差、回彈嚴重，以及沖模受力惡劣等常見問題進行了分析，最后對高強度鋼板沖壓成形性能研究現狀和回彈影響因素進行了總結。結果表明，高強度鋼板成形性隨材料、模具和工藝參數變化而波動，所以須綜合研究三者的影響規(guī)律，從而提高高強度鋼板的成形性能。1高強度鋼板在汽車上的應用情況高強度鋼板的拉伸強度一般在350以上，它不但具有較高的拉伸強度，還有較高的屈服點，具有高的減重潛力、高的碰撞吸收能、高的成形性和低的平面各向異性等優(yōu)點，在汽車上得到了廣泛的應用<><><>孫浩然<><>2010<><>274<><><"">[1]<><><><>274<><><"""92y055100">274<><><"">17<><><><>孫浩然<><>苗鐵嶺<><><><>安陽鋼鐵股份有限公司;<><><>汽車用傳統(tǒng)高強鋼和先進高強鋼<><>金屬世界<><><><>金屬世界<><><>24-27+5<><>06<><><>低合金高強鋼:4739<><>高強度鋼:4272<><>汽車工業(yè):4121<><>鐵素體:2938<><>貝氏體:2901<><>馬氏體鋼:2541<><>汽車輕量化:2190<><>汽車用鋼:2177<><>熱成型:2176<><>各向同性:2122<><><><>2010<><><>1000-6826<><>11-1417<><><><><><><><>[\o"孫浩然,2010#274"1]。高強度鋼板最初主要用于車身的前保險杠和車門抗側撞梁。近年來，隨著高強度鋼板的研制和開發(fā)，其成形性、焊接性、疲勞強度和外觀質量都有所提高，現在高強度鋼板已被廣泛用來代替普通鋼板制造車身的結構構件和板件<><><>謝磊磊<><>2013<><>268<><><"">[2]<><><><>268<><><"""92y055100">268<><><"">17<><><><>謝磊磊<><>唐荻<><>江海濤<><>段曉鴿<><>劉勝<><><><>北京科技大學冶金工程研究院;<><><>汽車用先進高強鋼的成形性能<><>塑性工程學報<><><><>塑性工程學報<><><>84-88<><>01<><><>汽車輕量化<><>先進高強鋼<><>成形性能<><><><>2013<><><>1007-2012<><>11-3449<><><><><><><><>[\o"謝磊磊,2013#268"2]。1.1雙相鋼(鋼)鋼是由低碳鋼或低碳微合金鋼經兩相區(qū)熱處理或控軋控冷而得到，其顯微組織主要為鐵素體和馬氏體，馬氏體以島狀彌散分布在鐵素體機體上，鋼的顯微組織示意如圖1所示<><><><><>2013<><>232<><><"">[3]<><><><>232<><><"""92y055100">232<><"""">0<><><"">17<><><><>,Y.F.<><>,C.H.<><>,L.<><>,X.<><>,X.M.<><>,L.<><><><><>–30–3–4–0.093C<><>:A<><><><>:A<><><>329-337<><>561<><><>2013<><><>09215093<><><><>10.1016.2012.10.020<><><><>[\o",2013#232"3]。軟的鐵素體賦予鋼較低的屈強比、較大的延伸率，具有優(yōu)良的塑性;而硬的馬氏體則賦予其高的強度。鋼的強度主要由硬的馬氏體相的比例來決定，其變化范圍為5%～20%，隨著馬氏體的含量增加，強度線性增加，強度范圍為500～1200。目前大量使用的有590、780，熱鍍鋅合金化980的研發(fā)工作正在進行中<><><><><>2012<><>244<><><"">[4]<><><><>244<><><"""92y055100">244<><"""">0<><><"">17<><><><>,<><>,<><>,<><>,<><>,<><><><><>––C<><><><><><><><><>169-171<><>75<><><>2012<><><>0167577X<><><><>10.1016.2012.02.012<><><><>[\o",2012#244"4]。鋼具有低屈強比、高加工硬化指數、高烘烤硬化性能、無屈服延伸和室溫時效等特點，一般用于需要高強度、高的抗碰撞吸收且也有一定成形要求的汽車零件，如車輪、保險杠、懸掛系統(tǒng)及其加強件等。隨著鋼種性能和成形技術的進步，鋼也被用在汽車內外板等零件上。在計劃中，鋼在其兩種概念車車身用材料中位居主要地位，均達74%。通用及福特汽車公司用鋼制造汽車輪盤后，不僅質量降低14%，而且疲勞壽命比普通鋼提高一倍。福特汽車公司用鋼制造轎車發(fā)動機罩殼，使板厚由原來的1.8減薄到0.7。上海大學和上海匯眾汽車制造有限公司研制的汽車底盤零件用鋼，采用14雙相鋼取代08，成功地制作了桑塔納轎車前懸掛支架殼體，降低了成本，解決了原沖損率居高不下的問題<><><><><>2014<><>265<><><"">[5]<><><><>265<><><"""92y055100">265<><"""">0<><><"">17<><><><>,<><>,J.Y.<><>,<><>,<><><><><>S690<><>;<><><><>;<><><>150-159<><>61<><><>2014<><><>02613069<><><><>10.1016.2014.04.057<><><><>[\o",2014#265"5]。1.2相變誘發(fā)塑性鋼(鋼)鋼的顯微組織主要是鐵素體、貝氏體和殘余奧氏體，因此也稱為殘余奧氏體鋼，鋼的顯微組織示意如圖2所示。它是通過相變誘發(fā)塑性效應，使鋼板中殘余奧氏體在塑性變形作用下誘發(fā)馬氏體生核和形成，并產生局部硬化，繼而變形不再集中在局部，使相變均勻擴散到整個材料以提高鋼板的強度和塑性。殘余奧氏體分布在鐵素體和貝氏體的基體中，含量在5%～15%，強度范圍為600～1000。鋼具有高延伸率，同鋼相比，鋼的起始加工硬化指數小于鋼，但是鋼的加工硬化指數在很長的應變范圍內仍保持較高，特別適合脹形成形<><><>劉仁東<><>2013<><>250<><><"">[6]<><><><>250<><><"""92y055100">250<><><"">17<><><><>劉仁東<><>郭金宇<><>王福<><><><>東北大學材料及冶金學院;鞍鋼股份技術中心汽車及家電用鋼研究所;<><><>鞍鋼高強汽車用鋼研發(fā)進展<><>上海金屬<><><><>上海金屬<><><>47-52<><>04<><><>高強鋼<><>汽車用鋼<><>鞍鋼<><><><>2013<><><>1001-7208<><>31-1558<><><><><><><><>[\o"劉仁東,2013#250"6]。鋼主要用來制作汽車的擋板、底盤部件、車輪輪轂和車門沖擊梁等。此外，鋼板可作為熱鍍鋅和電鍍鋅的基板，以便生產高強度、高塑性、高拉深脹形性以及高耐腐蝕性的鍍鋅板。圖1鋼顯微組織圖2鋼顯微組織韓國浦項制鐵公司已經成功開發(fā)出800和1000級的鋼，鋼板的成形性能非常好，可以加工成復雜形狀的汽車部件，目前正著手開發(fā)1200級的鋼。在日本，三菱汽車公司及新日鐵、住友金屬及神戶制鋼等合作，開發(fā)出汽車底盤零件用高強度擋板，在新車型中已有80余種底盤零件用鋼板制造<><><>齊殿威<><>2009<><>151<><><"">[7]<><><><>151<><><"""92y055100">151<><><"">17<><><><>齊殿威<><>周舒野<><><><>鞍鋼股份技術中心;<><><>韓國浦項制鐵公司鋼的研發(fā)進展<><>上海金屬<><><><>上海金屬<><><>7-12<><>05<><><>孿晶誘發(fā)塑性鋼<><>研發(fā)動態(tài)<><>生產工藝<><>專利技術<><><><>2009<><><>1001-7208<><>31-1558<><><><><><><><>[\o"齊殿威,2009#151"7]。在國內，寶鋼采用連續(xù)退火生產的600鋼板已經商業(yè)化，該鋼板具有高的伸長率δ和硬化系數值n。這些性能特點使其可以替代軟鋼沖壓零件。近幾年，寶鋼正在進行800等鋼種的研究開發(fā)<><><>劉仁東<><>2013<><>250<><><"">[6]<><><><>250<><><"""92y055100">250<><><"">17<><><><>劉仁東<><>郭金宇<><>王福<><><><>東北大學材料及冶金學院;鞍鋼股份技術中心汽車及家電用鋼研究所;<><><>鞍鋼高強汽車用鋼研發(fā)進展<><>上海金屬<><><><>上海金屬<><><>47-52<><>04<><><>高強鋼<><>汽車用鋼<><>鞍鋼<><><><>2013<><><>1001-7208<><>31-1558<><><><><><><><>[\o"劉仁東,2013#250"6]。1.3烘烤硬化鋼(鋼)鋼是鋼板經沖壓成形或預拉深變形后，進行烘烤溫度處理(高溫時效處理)，以使鋼板的屈服強度得到一定程度的提高。其特點是沖壓成形時屈服點低，具有接近普通低碳鋼板的成形性。沖壓加工后，由于噴涂烘干時的高溫短時間熱處理使屈服點升高，從而使沖壓件在使用狀態(tài)下具有較高的強度和抗凹陷能力。表1所示為寶鋼生產的型號為B180H1的鋼板及普通低碳鋼板抗凹剛度和凹陷深度比較，從表1中可知，鋼的抗凹性能明顯高于普通低碳鋼。表1鋼板及普通低碳鋼板抗凹剛度和凹陷深度比較<><><>王志娟<><>2014<><>273<><><"">[8]<><><><>273<><><"""92y055100">273<><><"">17<><><><>王志娟<><>陳素平<><>趙友志<><>田坤<><><><>安徽江淮汽車股份有限公司;<><><>高強鋼推進白車身輕量化<><>現代零部件<><><><>現代零部件<><><>82-83+86<><>03<><><>高強鋼<><>汽車輕量化<><>降成本<><><><>2014<><><>1672-657X<><>11-5157<><><><><><><><>[\o"王志娟,2014#273"8]鋼種厚度抗凹剛度增減率凹陷深度（平均值）4B180H10.800.701538.21801.3100.0117.10.1580.053由于鋼板使汽車用冷軋鋼板的強度、深沖性能和零件的抗凹陷性三者統(tǒng)一起來，同時還有減輕汽車自重的作用，所以鋼板近年來得到了廣泛的應用和研究。日本川崎鋼鐵公司開發(fā)出汽車用440級鋼板，不僅屈服強度上升，而且實現了原來鋼板沒有的抗拉強度上升。國內寶鋼、鞍鋼和武鋼也均已試制和生產出不同牌號的鋼板，基本上掌握了關鍵的工藝控制技術。目前，寶鋼可以生產180、210、240、270和300等多個級別的冷軋普板、電鍍板和熱鍍鋅板三大類鋼板<><><>王萬禎<><>2007<><>275<><><"">[9]<><><><>275<><><"""92y055100">275<><><"">17<><><><>王萬禎<><><><>蘭州理工大學土木工程學院蘭州730050<><><>高強鋼廣義屈服和破壞理論<><>固體力學學報<><><><>固體力學學報<><><>389-392<><>04<><><>高強鋼<><>屈服<><>斷裂<><>刻痕桿<><>應力三軸空間<><><><>2007<><><>0254-7805<><>42-12503<><><><><><><><>[\o"王萬禎,2007#275"9]。1.4其他高強度鋼孿晶誘導塑性鋼(鋼)具有中等的抗拉強度(約600)和極高的延展性(大于80%)，同時還具有高的能量吸收能力和無低溫脆性轉變溫度等性能特點，它是一種集高強度、高塑性和高加工硬化率于一體的理想的汽車用鋼<><><>馬鳳倉<><>2008<><>132<><><"">[10]<><><><>132<><><"""92y055100">132<><><"">17<><><><>馬鳳倉<><>馮偉駿<><>王利<><>張荻<><><><>寶鋼股份公司;上海交通大學;<><><>鋼的研究現狀<><>寶鋼技術<><><><>寶鋼技術<><><>62-66<><>06<><><>鋼<><>組織和力學性能<><>層錯能<><><><>2008<><><>1008-0716<><>31-1499<><><><><><><><>[\o"馬鳳倉,2008#132"10]。鋼目前最主要的應用是車輛防護。在車輛發(fā)生撞擊時，這種鋼會變形，鋼的每一個部分都會發(fā)生延長，將剩余的變形力傳遞到周圍的部分中，這些部分也會發(fā)生變形。通過將能量分散到整個表面，撞擊的動能可以更有效地被吸收，從而在撞擊中保持車廂的基本形狀，保證乘客的安全。浦項鋼鐵從2008年開始，向韓國現代起亞汽車公司，以及克萊斯勒、通用和大眾等汽車公司提供鋼標本，準備量產鋼。鞍鋼已在實驗室研制出冷軋590鋼和780鋼，正在研制開發(fā)980鋼<><><>唐荻<><>2005<><>196<><><"">[11]<><><><>196<><><"""92y055100">196<><><"">17<><><><>唐荻<><>米振莉<><>陳雨來<><><><>北京科技大學高效軋制國家工程研究中心,北京科技大學高效軋制國家工程研究中心,北京科技大學高效軋制國家工程研究中心北京100083,北京100083,北京100083<><><>國外新型汽車用鋼的技術要求及研究開發(fā)現狀<><>鋼鐵<><><><>鋼鐵<><><>1-5<><>06<><><>汽車用鋼<><>高強度<><>高塑性<><><><>2005<><><>0449-749X<><>11-3231<><><><><><><><>[\o"唐荻,2005#196"11]。馬氏體鋼(鋼)的特點是在馬氏體點陣中分布有數量較少的鐵素體和(或)貝氏體，其強度可達1500以上，是目前商業(yè)化高強度鋼板中強度級別最高的鋼種。馬氏體鋼由于受成形性的限制，只能用滾壓成形生產或沖壓形狀簡單的零件，主要用于成形性要求不高的車門防撞桿等零件代替管狀零件，減少制造成本。歐洲生產的新型乘用車用鋼的15%是采用熱成形馬氏體鋼板。目前，國內寶鋼已能批量生產強度級別高達1180和1500的冷軋馬氏體鋼。Q＆P鋼是一種新型的高強度和高塑(韌)性的馬氏體鋼，可以達到的力學性能范圍:抗拉強度為800～1500，伸長率為15%～40%。Q＆P鋼具有優(yōu)異的強度和塑性綜合性能，作為汽車結構用鋼，可大大減輕車體重量，增強車體抵抗撞擊的能力，提高汽車運行的安全性，具有很好的發(fā)展前景。目前，國內外對Q＆P鋼工藝的研究還處于起步階段。2高強度鋼板沖壓生產中的常見問題汽車零/部件絕大多數通過沖壓成形。及普通鋼板相比，高強度鋼板的強度、硬度較高，塑性、韌性較低，所以沖壓成形性降低，同時易造成回彈量過大等問題。高強度鋼板沖壓生產中常見的問題有以下幾個方面<><><>謝磊磊<><>2013<><>268<><><"">[2]<><><><>268<><><"""92y055100">268<><><"">17<><><><>謝磊磊<><>唐荻<><>江海濤<><>段曉鴿<><>劉勝<><><><>北京科技大學冶金工程研究院;<><><>汽車用先進高強鋼的成形性能<><>塑性工程學報<><><><>塑性工程學報<><><>84-88<><>01<><><>汽車輕量化<><>先進高強鋼<><>成形性能<><><><>2013<><><>1007-2012<><>11-3449<><><><><><><><>[\o"謝磊磊,2013#268"2]。1)沖壓成形性差。鋼板高強度化易引起塑性下降，成形性變差。因此在沖壓成形時，材料流動難以控制，板料上的應力應變分布不均，容易產生深沖裂紋、起皺、回彈大且成形精度難以控制等問題。例如在拉延成形時頻繁出現開裂，同一零件利用普通鋼板甚至塑性較差的普通鋼板拉延時都不會出現開裂的地方也會發(fā)生開裂。同時對模具型面異常敏感，型面或過渡面的光順性稍差就出現開裂。2)回彈嚴重。回彈是由制件的彈性回復造成的，其大小由模具形狀或制件殘余應力沿板料厚度方向的分布決定?；貜椓渴遣牧蠌姸鹊暮瘮担邚姸蠕摰膹姸却笥趥鹘y(tǒng)低強度鋼，因此回彈比傳統(tǒng)低強度鋼更嚴重<><><>吳磊<><>2009<><>271<><><"">[12]<><><><>271<><><"""92y055100">271<><><"">17<><><><>吳磊<><>李光耀<><>曹昭展<><><><>湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室;<><><>高強鋼材料性能對汽車零件扭曲回彈的影響<><>塑性工程學報<><><><>塑性工程學報<><><>13-17<><>03<><><>先進高強度鋼板<><>力學性能<><>沖壓<><>回彈<><>扭曲<><><><>2009<><><>1007-2012<><>11-3449<><><><><><><><>[\o"吳磊,2009#271"12]。3)沖壓模具受力惡劣。傳統(tǒng)低強度鋼沖壓成形中，材料的屈服極限一般在200以下，沖壓模具和設備的受力不大。高強度鋼的強度比傳統(tǒng)低強度鋼提高了若干倍，因此相比于傳統(tǒng)低強度鋼，高強度鋼沖壓時載荷成倍上升，沖壓模具和設備受力惡劣。傳統(tǒng)低強度鋼沖壓中很少出現的模具失效和非正常損毀變得頻繁。此外，高強度鋼板成形時需要大的成形力，因而使得坯料及模具的接觸壓力增大。成形過程中模具及鋼板之間的接觸壓力增大，接觸面溫度升高，容易引起鋼板及模具間的粘合，加劇工件表面出現劃痕的現象，影響產品質量。3高強度鋼板沖壓成形性能研究現狀沖壓成形性能是指板料適應沖壓加工的能力。沖壓成形性能是個綜合性的概念，主要需要考慮兩個方面:一方面是成形極限，希望盡可能減少成形工序;另一方面是要保證沖壓件質量符合設計要求。如何準確判斷高強度鋼板的成形極限，充分利用材料的塑性，是高強度鋼板沖壓成形性能研究的關鍵問題之一?；貜検歉邚姸蠕摪宄尚沃械闹饕|量問題，如何采取措施減小高強度鋼板零件的回彈，也是高強度鋼板沖壓成形性研究的關鍵問題<><><><><>2014<><>265<><><"">[5]<><><><>265<><><"""92y055100">265<><"""">0<><><"">17<><><><>,<><>,J.Y.<><>,<><>,<><><><><>S690<><>;<><><><>;<><><>150-159<><>61<><><>2014<><><>02613069<><><><>10.1016.2014.04.057<><><><>[\o",2014#265"5]。3.1高強度鋼板成形極限的研究現狀成形極限圖()是評定薄板成形性能最直觀和有效的方法，在金屬板沖壓成形中使用十分廣泛。是板料在不同應變路徑下達到局部失穩(wěn)極限時工程應變e1、e2(e1為長軸工程應變，e1=(L－L0)0，L為網絡變形后橢圓長軸尺寸，L0為原長，e2類同)或真實應變ε1、ε2(ε1為長軸真實應變，ε1=(L0)，ε2類同)構成的條帶形區(qū)域或曲線。成形極限圖如圖3所示(圖3中，d為實驗印制的網格直徑)，其全面反映了板料在單向和雙向拉應力作用下的局部成形極限(平面應力狀態(tài)下厚向應變ε3=0)。適用于預測簡單加載路徑下的板料成形極限。為了滿足不同材料性能和制造加工的要求，彌補及路徑相關的不足，生產實際中大多采用“安全裕度法”來解決。但是對高強度鋼板而言，由于其成形性能比低碳鋼板等普通板料差，成形極限相對較低，若也在上設定一個較大的安全裕度來評定其成形性能，則鋼板成形的設計柔性將會明顯減小。汽車用零件通常形狀比較復雜，不能一步沖壓成形<><><><><>2014<><>264<><><"">[13]<><><><>264<><><"""92y055100">264<><"""">0<><><"">17<><><><>,S.P.<><>,M.S.<><>,C.K.<><><><><><><><><><><><><><>12-19<><>98<><><>2014<><><>0143974X<><><><>10.1016.2014.02.003<><><><>[\o",2014#264"13]。近些年來，部分研究人員提出了初步認為是及加載路徑無關的新的成形極限判據:成形極限應力圖()，這使得預測復雜加載路徑下板料多道次成形的極限成為可能。國內關于的研究起步較晚，研究成果主要集中于北京航空航天大學和南京航空航天大學。實際應用中，由于應力的不易測量以及復雜路徑的難以實現，極限應力值通常通過測量破壞點某一特殊路徑下的極限應變，然后利用塑性本構關系換算得到。因此若得到工程應用，需解決如何實現復雜應變路徑的實驗方法，以及板料成形應力的在線測量技術。同時，是否一定及板料所經歷的應變路徑無關，尚有待進一步論證。對于某些復雜路徑下塑性較差、破裂時沒有明顯縮頸現象的板料成形，韌性破裂準則能夠較好地預測其成形極限，而且還能考慮應變路徑的變化。高強度鋼板在發(fā)生斷裂前的頸縮不是很明顯，在板料成形過程中，利用有限元數值模擬獲得變形中每一時刻的應力應變場，韌性破裂準則()根據板料成形過程中應力、應變及塑性變形能的變化來預測韌性破裂的發(fā)生。研究人員利用作為破壞判據預測其成形極限開展了相關工作。目前在板料成形中，只在一些簡單軸對稱形狀沖壓件的成形過程得到應用，在高強度鋼板成形極限預測中未見實際工程應用<><><>黃曉艷<><>2008<><>272<><><"">[14]<><><><>272<><><"""92y055100">272<><><"">17<><><><>黃曉艷<><>劉波<><><><>鎮(zhèn)江船艇學院;鎮(zhèn)江高等?？茖W校;<><><>先進高強鋼的顯微組織及力學性能<><>云南冶金<><><><>云南冶金<><><>43-47<><>04<><><>先進高強度鋼<><>顯微組織<><>力學性能<><><><>2008<><><>1006-0308<><>53-1057<><><><><><><><>[\o"黃曉艷,2008#272"14]。3.2高強度鋼板回彈問題的研究現狀隨著高強度鋼板的大量應用，沖壓件卸載后產生的顯著回彈及由此引起的形狀不良、貼模性及定形性差的現象日益嚴重，使成形件的成形精度受到極大影響，回彈問題逐步成為高強度鋼板在使用過程中的瓶頸問題。石磊<><><>黃寶旭<><>2007<><>235<><><"">[15]<><><><>235<><><"""92y055100">235<><><"">32<><><><>黃寶旭<><><><>戎詠華,<><><><><>氮、鈮合金化孿生誘發(fā)塑性（）鋼的研究<><><><>鋼<><>效應<><>N<><><><>強塑積<><>層錯幾率<><>馬氏體相變<><><><><><><><>2007<><><>上海交通大學<><>博士<><><><><><><><>[\o"黃寶旭,2007#235"15]針對寶鋼600級高強度鋼板零件在沖壓成形中的變形特點、材料性能要求及其對回彈缺陷的敏感性進行了研究，從模具和工藝的角度出發(fā)，利用仿真和實驗相結合的手段，對彎曲類零件和拉深類零件的回彈特性進行了深入的研究，總結和歸納了模具及工藝參數600高強度鋼彎曲和拉深成形后回彈的影響規(guī)律。研究結果表明，同強度級別的鋼板，鋼回彈最大、鋼次之、回彈最小。回彈角對材料性能的敏感性順序依次為:彈性模量＞硬化系數＞屈服強度＞硬化指數。吳磊<><><>吳磊<><>2009<><>271<><><"">[12]<><><><>271<><><"""92y055100">271<><><"">17<><><><>吳磊<><>李光耀<><>曹昭展<><><><>湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室;<><><>高強鋼材料性能對汽車零件扭曲回彈的影響<><>塑性工程學報<><><><>塑性工程學報<><><>13-17<><>03<><><>先進高強度鋼板<><>力學性能<><>沖壓<><>回彈<><>扭曲<><><><>2009<><><>1007-2012<><>11-3449<><><><><><><><>[\o"吳磊,2009#271"12]等通過一個典型汽車高強度鋼零件的實驗分析，結合有限元仿真技術，針對高強鋼零件生產中常見的制造精度問題，系統(tǒng)研究了590材料的屈服強度、硬化指數、板料厚度和摩擦因數的波動對該零件回彈的影響規(guī)律。結果表明，對回彈波動的影響程度由強至弱依次為屈服強度、板料摩擦性能、硬化指數、板料厚度。從減少回彈波動量的角度出發(fā)，應按以上順序對回彈的波動進行控制和選擇材料。肖華等以典型高強度鋼鋼的U形件彎曲回彈為例，結合數值模擬方法及正交試驗，對材料力學性能參數進行了回彈影響程度的靈敏度分析，得出了各參數影響回彈的靈敏度排序。研究結果表明，在板料的力學性能參數中，彈性模量對回彈的影響最明顯，其次為硬化系數、硬化指數、初始屈服應力及各向異性參數r0，而r45及r90對回彈量幾乎沒有影響。材料、模具和成形工藝條件是影響板材回彈缺陷的關鍵因素，三者的相互作用和匹配直接影響零件形狀尺寸的穩(wěn)定性，因此，必須深入研究各因素對高強度鋼板回彈規(guī)律的影響，并針對不同類型的回彈缺陷研究相應的控制手段。同時，由于有限元技術在工程中的推廣，使得對汽車車身零件的成形及回彈進行仿真成為可能。4結語汽車用高強度鋼是汽車輕量化的關鍵材料之一，對汽車發(fā)展起著舉足輕重的作用。汽車工業(yè)的迅速發(fā)展使得環(huán)保、能源等問題日益突出，因此汽車用高強度鋼發(fā)展的總趨勢將是高強度化及良好的成形性。隨著各種先進的成形工藝以及模擬仿真技術的快速發(fā)展，可以相信，不久的將來，性能更高的汽車用高強度鋼的開發(fā)和應用必將取得更大的進展。蓄電池支架成形過程模擬利用課堂上所學習到的方法進行板料的模擬過程。前面的步驟都是相同的，在工具設置上采用傳統(tǒng)設置和快速設置這兩種方法來操作。傳統(tǒng)的設置方法具有很大的靈活性，能夠設置所有的成形模擬過程，及之相反，快速設置方法不具備很大的靈活性，但是由于對模具結構的類型做了一些假設，在此基礎上程序自動的完成了在傳統(tǒng)設置方法里需要手工完成的任務，如運動曲線的定義，這樣使得快速設置方法不具備很大的易用性。1.數據庫操作1.1導入模型選擇菜單【】→【】，彈出如圖1所示的對話框，在模型文件的存放目錄下找到兩個文件：和。然后單擊【導入】按鈕依次導入這兩個文件。圖1導入文件對話框導入零件后，模型顯示如圖2所示。圖2導入的零件模型選擇菜單【】→【】，輸入，單擊【保存】按鈕1.2編輯數據庫中的零件層選擇菜單【】→【】，顯示出編輯零件層的對話框，如圖3所示，所有已經定義的零件層都顯示在列表中，零件層用名字和識別號表示出來。我們可以改變零件層的名字和標識號，同時，也可以從數據庫中刪除零件層。從零件層中選擇“C001V0001”,在【】輸入框中輸入“”,選好顏色后，單擊【】確認編輯。同理再選擇“C006V002”零件層，在【】輸入框中輸入“”,選好顏色，單擊【】確認。圖3對話框（編輯前）圖4對話框（編輯后）2.網格劃分2.1坯料網格劃分選擇菜單【】→【】→【】，選擇【】選項，如圖5所示。圖5對話框打開選擇線的對話框單擊點選按鈕，如圖6所示，選中屏幕上顯示的所有線段，單擊【】按鈕，彈出如圖7所示的對話框。在【】中輸入“1.0”作為相關模具的圓角半徑，單擊【】接受半徑值，在彈出的對話框中選【】接受生成的網格。保存數據。圖6選項圖7對話框圖8劃分的坯料網格單元2.2曲面網格劃分關閉零件層，打開零件層，并且設置為當前零件層。選擇菜單【】→【】。從彈出的選項框中選擇【】，如圖9所示。設置【】(最大單元值)為2.0，如圖10所示，其他各項的值采用默認值。選擇曲面，在這里我們選擇【】，單擊【】接受選擇，單擊【】，再點【】接受劃分好的網格結果如圖11所示。保存數據庫。圖9選項框圖10對話框圖11劃分的曲面單元網格2.3網格檢查選擇菜單【】→【】（1）檢查邊界【】→【】，關閉所有的單元和節(jié)點，結果如圖12所示，可以看出沒有缺陷。圖12顯示的邊界線單擊工具欄上的【】清除高亮顯示的邊界，再打開之前關閉的節(jié)點和單元。（2）確定法線方向【】→【】，顯示一個新的對話框，選擇【】,點擊顯示區(qū)域內的任一單元來確定法向的一致性。如圖13所示該處所示法向和本來的法向相同，我們單擊按鈕【】確定單元法向向下。圖13單元法向的選擇3.工具設置—傳統(tǒng)設置3.1創(chuàng)建零件層選擇菜單【】→【】。創(chuàng)建一個新的零件層,如圖14所示。圖14對話框選擇菜單【】→【】，如圖15所示，從對話框中選擇，在彈出的對話框中一欄輸入1.1，選擇單元（），如圖16所示，選擇顯示區(qū)內所有單元，單擊，如圖17所示，再點，則所有等距生成的單元將放在零件層中，如圖18所示。圖15對話框圖16圖17圖18偏移出的3.2創(chuàng)建零件層同3.1一樣創(chuàng)建新的零件層，這個零件層將容納從分離出來的單元。選擇菜單【】→【…】，打開對話框，如圖19所示，單擊【】，打開選擇單元對話框，如圖20所示.選擇單元時，我們采用【】，按住【】滑動條選擇角度為1°，分別點擊兩邊法蘭上的任意單元，顯示高亮后，點擊，確定欄是,再點擊，則所選中的單元都已經被移動到零件層，結果如圖21所示。圖19…對話框圖20對話框圖21…對話框圖22分離出的3.3分離和零件層選擇菜單【】→【】，打開對話框，如圖23所示。在列表中選擇和。單擊完成操作。3.4拉延類型設置選擇菜單【】→【】。在【】下拉菜單中選擇“”作為拉延類型，如圖24所示。圖23對話框圖24對話框3.5工具定義選擇菜單【】→【】，從【】下拉菜單中選擇。單擊【】按鈕，打開對話框，選擇,點擊，就被定義了，如圖25所示。圖25對話框重復以上步驟定義和。3.6定義坯料選擇菜單【】→【】。在彈出的對話框中點擊，選擇，將添加到列表中，單擊【】定義材料選擇36，完成定義，結果如圖26所示。圖26對話框3.7自動定位工具選擇菜單【】→【】→【】，顯示如圖27所示的對話框，按如圖所示的對應選擇，即可得到最后定位的結果，如圖28所示。圖27對話框圖28自動定位的各工具3.8測量的運動行程選擇菜單【】→【】→【】，顯示出如圖29所示的對話框，選擇Z方向作為測量距離的方向。測得的結果如圖所示。工具和之間的最小距離約為22.50，那么的運動行程就是最小距離減去等距厚度（坯料厚度+10%）。此處得到的的運動行程大約為21.4。圖29對話框3.9定義的速度曲線選擇菜單【】→【】。從【】下拉菜單中選擇“”,如圖30所示，然后單擊【】按鈕。打開對話框中，采用默認的【】曲線作為曲線類型，所有的選項，結果如圖所示。圖30對話框圖31對話框圖32圖33凹模的運動曲線圖3.10定義壓邊圈的壓力曲線從【】下拉菜單中選擇“”，然后單擊【】按鈕，在打開的對話框中，采用曲線作為曲線類型，壓力取20000N,所有選項及結果如圖所示。圖34對話框圖35壓邊圈的壓力曲線3.12設置分析參數，求解計算選擇菜單【】→【】,彈出如圖36所示的對話框，在【】下拉列表中選擇【】，控制參數都選默認，單擊【】，求解器就開始進行運算，如圖37所示。圖37分析參數設置對話框圖38模擬分析計算窗口4.快速設置4.1從中分離出所完成的操作就是將法蘭部分的單元移動到中。創(chuàng)建零件層，和前面