高强度钢板冲压成形研究任务书

1 开题报告 题目名称 高强度钢板冲压成形研究 题目来源 A 题目类型 2 导师姓名 学生姓名 班级学号 1005010307 专 业 材料成型及控制工程 一、 课题背景和意义 含硼超高强度钢板的强度可达 1500Mpa,为普通钢板强度的 3 一 4 倍 ,将其应 用 于 汽 车 零 部 件 成 形 不 仅 可 直 接 降 低 车 身 重 量 , 还 可 提 高 汽 车 的 安 全 性 , 以及 相 关 联 的 降 低 油 耗 , 节 约 能 源 、 减 少 汽 车 排 放 等 。 并 且 , 硼 钢 属 于 含 硼 高 强 度 钢板 , 废 物 可 以 充 分 回 收 利 用 , 有 利 于 降 低 环 境 污 染 。 此 外 , 车 身 重 量 的 减 轻 , 还 有 助 于 改 善 汽 车 的 行 驶 、 转 向 、 加 速 、 制 动 等 运 动 性 能 和 排 气 性 能 , 同时 , 还为降低噪声、振动、实现大功率创造条件。我国汽车工业己进入高速增长的发展阶段 ,2003年汽车产量超过 400 万辆 ,已成为世界汽车生产大国 ,2010 年前 ,年均增长率为 10%一 15%。汽车轻量化和原料国产化、高性能化是中国汽车工业及相关工业努力的方向。因此 ,汽车 的轻量化不仅是汽车制造商鱼待解决的问题 , 还要依托各有关企业和厂家通力 合 作 、 立 项 攻 关 , 研 究 开 发 新 材 料 、 进 一 步 加 快 原 料 和 成 形 工 艺 开 发 , 使 中 国 汽 车 工 业 在 产 量 迅 速 增 长 的 同 时 , 质 量 、 性 能 和 档 次 上 也 都 上 新 台阶 , 真 正 跻 身世界汽车制造工业前列。 二、 国内外研究现状 国外钢铁企业十分注重高强度钢板的研究开发和生产 ,以适应汽车工业对 高强度钢板的需要。例如日本钢管 ( N K K)使用水淬连续退火生产汽车用 9 8 0 MP a 和 117OMP a 级别的超高强度钢板 ；德国蒂森 .克虏伯钢铁公司有 4 套宽带钢热轧 机 , 均能生产高强度钢板其生产的马氏体相组织钢的热轧带钢的强度可达到 120OMPa司。 1994 年 ,世界 18 家汽车生产厂组成了汽车 /钢铁合股伙伴关系 ,共 同研究开发超轻钢材车身 , 项目名称为 u L s A B ( U l r t a L i h g t s t e e l A u t o B d o y ) a 现在 U LSAB 已经完成了设计和工程等工作 ,并已经生产出实用的轻型汽车车身。 在 ULSAB 推出的 ULSAB 一 AVC 计划中 ,车身全部采用高强度钢板 ,并且超高强度钢板的应用量占 8 0 % 。目前 , 国 外 钢 铁 公 司 推 出 一 系 列 具 有 更 高 强 度 的 淬 火 硼 钢系列 ,经过热处理后 ,其屈服强度可达 1 2 0 0 M P a , 抗拉强度可达 1 5 0 0 M P a。采 2 用 此 种 钢 板 生 产 的 汽 车 零 件 可 以 使 同 等 强 度 、 刚 度 的 零 件 减 重 50%以 上 。 在汽车的一些重要安全结构零件陆续使用了淬在国内 ,轿车采用的高强度钢板的强度级别为 :冷轧板 :320 一 785MPa,热轧板 :380 一 540MPa；国产供汽车用含 P 冷轧高强度钢板强度级别为340 一 420,370 一 450,380470,390 一 480,440 一 560MPa,热轧供汽车梁用钢板为375610MPast,先进的高强度钢板的研究、生产和使用相对于国外较落后 ,在热轧先进高强度钢板生产方面 ,国内宝钢、武钢和鞍钢可生产一些低级别的双相钢 ,在冷轧先进高强度钢生产方面 ,宝钢可生产一部分。总体而言 ,先进的高强度钢板目前在国内多处在研发阶段。造成国内 AHSS 钢板同国外品种差距较大的原因主要是国内需求少 ,生产设 备的制约也在一定程度上限制了 AHSS 钢板的开发。尽管目前这一系列的钢板市场需求少 ,但随着国内外汽车钢板接轨步伐的加快 ,国内汽车采用 AHSS 钢板用量大大提高的。如在国内上海大众引进了德国大众的 B6 车型 ,为了安全起见 ,其中一部分重要结构零件如门槛、门内侧梁、底板中央通道、 B 柱等预采用超高强钢板进行成形 ,若这些零部件采用热成形 ,重量比采用冷成形可减轻28KG,并且还增强了汽车的安全性 ,因而淬火硼钢等一系列超高强度钢在汽车零部件的应用是发展的必然趋势。 三、课题主要内容 1. 高强度钢板材冲压成形模具的 研制； 2. 对差温工艺（加热法、材料法）进行数值模拟； 3. 对 QP 工艺进行数值模拟； 4. 论文一份 5. 答辩 四、 课题研究方案 1. 查阅相关资料制定合理可行的实验方案；并收集现有国内外的研究成果作为参 考数据； 2. 对效果检测方法所需原理精心研究，找到最正确的方法； 3. 准备所需实验材料、设备，进行实验，得到准确数据； 4. 利用软件对数据进行分析，多角度对比，得到合理的工艺； 五、 日程安排 1、确定论文题目： 2013.10.28 2014. 1.05 2、完 成开题报告： 2014. 01.06 2014.3.5 3 3、 实验及数据采集： 2014. 03.5 2014.05.1 4、查阅资料，外文翻译： 2014.05.01 2014.05.11 5、完成论文初稿： 2014. 05.12 2014.06.01 6、进行论文修改： 2014 .06.02 2014.06.10 7、定稿排版准备答辩： 2014.06.11 2014.06.16 六、 参考文献 1.姜大鑫 ,武文华 ,胡平 ,申国哲 ,盈亮 .高强度钢板热成形热、力、相变数值模拟分析 、 机械工程学报 . 2012(12) 2.贺斌 ,盈亮 ,胡平 ,吴秀峰 ,王玉山 ,赵立信 .高强度钢板热冲压水冷模具设计 J. 锻压装备与制造技术 . 2012(06) 3.廖铮玮 ,盈亮 ,胡平 ,申国哲 .高强度钢板热冲压成形传热基础研究 J. 热加工工艺 . 2013(05) 4.朱丽娟 ,谷诤巍 ,吕义 ,徐虹 . 超高强钢热冲压硬化机理 J. 吉林大学学报 (工学版 ). 2013(02) 5.马宁 ,申国哲 ,张宗华 ,孙宏图 ,胡平 .高强度钢板热冲压材料性能研究及在车身设计中的应用 J. 机械工程学报 . 2011(08) 6.马宁 ,胡平 ,闫康康 ,郭威 ,孟祥兵 ,翟述基 . 高强度硼钢热成形技术研究及其应用 J. 机械工程学报 . 2010(14) 7.康斌 .国内外高强度汽车板热冲压技术研究现状 J. 冶金管理 . 2009(08) 8. 王丽敏 . 高强度硼钢板热冲压成形过程及数值模拟研究 D. 南昌大学 2011 9.刘红生 ,包军 ,邢忠文 ,宋宝玉 ,杨玉英 .高强钢板热冲压成形热力耦合数值模拟 J. 材料科学与工艺 . 2010(04) 10.谭志耀 ,田浩彬 ,倪峰 ,刘瑞同 ,林建平 .硼钢板高温拉伸性能研究 J. 理化检验 (物理分册 ). 2006(02) 11.张凯锋等编著 .材料热加工过程的数值模拟 M. 哈尔滨工业大学出版社 , 2001 12.卢险峰编著 .冲压工艺模具学 M. 机械工业出版社 , 2006 13.彭守桃 .金属板料渐进成形数值模拟 及工艺研究 D. 重庆大学 2010 14.张凯锋等编著 .材料热加工过程的数值模拟 M. 哈尔滨工业大学出版社 , 2001 15.谭志耀 .超高强度钢板热冲压成形基础研究 D. 同济大学 2006 16.黄英 .高强 度钢板热冲压模具冷却系统优化数值分析研究 D. 吉林大学 2012 4 指