先进高强度钢辊弯成型工艺仿真研究.pdfVIP

维普资讯 焊管 ．第30卷第2期 ．2007年3月 ·59· ●工 艺 与 设 备 先进高强度钢辊弯成型工艺仿真研究 史永凌，刘继英 (北方工业大学 机电工程研究所，北京 100041) 摘 要：在汽车加强梁的辊弯成型项 目研究中，运用有限元软件MARC对高强度钢DP800辊 弯成型过程进行仿真，通过生产实践中的应用验证 了仿真模型的正确性。建立 了圆角辊弯模 型，将DP800钢和Q235钢用于该模型进行分析，结果表明：随着成型角度的增大，与Q235钢 相比，DP800钢的回弹增量及辊弯变形能增量均有增加的趋势。将仿真与 BISWAS公式计算 所得的回弹值进行 比较，发现BISWAS回弹公式不能直接应用于双相 (DP)钢 的辊弯回弹计 算，而应在公式中采用随弯曲角增加而增大的屈服应力。 关键词：先进高强度钢；辊弯成型；有限元分析；回弹；变形能；BISWAS公式 中图分类号：TG332 ．4 文献标识码：A 文章编号：1001—3938(2007)02—0059—04 O 引 言 本研究用先进高强度钢 DP钢。DP钢 由铁 素体基体和以孤岛形式分布的坚硬的第二相—— 先进 高 强 度 钢 (AHSS，Advanced High 马氏体组成。材料强度通常随马氏体含量的增加 StrengthStee1)具有优 良的材料性能 。国际钢 而增加。图1为 DP钢金相示意图 J，图2为本 铁协会的报告对AHSS从概念到性能及应用的各 研究用DP800钢金相图。 个方面做了详尽的介绍 。由于迎合 了欧洲超 DP钢的力学性能可以从金相图来解释，软相 轻钢车身先进车辆概念 (ULSAB—AVC，TheU1一 铁素体通常是连续的，赋予双相钢 良好的延展性。 tralightSteelAutoBody—AdvancedVehicleConcepts )的安全、节能、经济的先进理念，AHSS在汽车工 业中得到了13益广泛的应用 。 铁素体 在汽车结构件的加工工艺中，辊弯成型方法 生产率高，在某些部件的成型中具有其它工艺不 马 氏体 可替代的优势。研究 AHSS辊弯成型工艺，是先 进高强度钢应用中的一个重要课题。 1 AtlSS及双相钢简介 图1 DP钢金相示意图 AHSS的概念是基于高强度钢 (HSS，High StrengthStee1)提出来的，而钢材的力学性能主要 在于其塑性和强度，AHSS的研究也基于 HSS朝 这两个方向发展。一个方向是强度基本不变，提 高优化其塑性性能；另一个方向则是塑性基本不 变而提高其强度。塑性提高的钢种有双相钢 (DP)和相变诱发塑性钢 (TRIP)；强度提高的钢 种有复相钢 (CP)和马氏体钢(Mart) 。 图2 DPS00钢金相图 1000× 维普资讯 · 60· 焊 管 2007年3月 当变形集中于低强度相——铁素体时，硬相马氏 表 1 项 目研究用DP钢材料参数 体赋予双相钢独特的高应变硬化速率。高的应变 材料 屈服强度／MPa抗拉强度／MPa延伸率／％ DPS00 6O0 850 16 硬化速率和 良好的延展性使得双相钢的抗拉强度 大于普通钢材(如高强度低合金钢HSLA)。