轧制差厚板单向拉伸性能研究

分别采用解析、仿真以及试验方法对轧制差厚板(tailor rolled blank,TRB)的单向拉伸性能进行研究.基于金属塑性变形理论,推导了轧制差厚板单向拉伸的力学解析模型,对未退火和已退火的1.2、2.0mm等厚板及1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸试验,并从金相组织上解释了退火前后轧制差厚板的性能差异.最后在拉伸试验的基础上,对未退火和已退火的1.2/2.0mm轧制差厚板进行单向拉伸仿真.结果表明:解析模型能够准确地描述轧制差厚板单向拉伸过程中的应力应变状态,未退火和已退火轧制差厚板单向拉伸试样的缩颈均发生在试样薄侧,并且退火后的轧制差厚板表现出更好的成形性能,解析、仿真以及试验结果能够较好地吻合.     

厚板轧制头部弯曲的有限元分析

采用二维大变形热-力耦合有限元法分析了厚板轧制头部弯曲的现象,得到了不同的轧制线高度、摩擦状况、上下工作辊直径和上下工作辊转速时对厚板轧后头部弯曲的影响。结果表明,在其他条件相同的情况下,合适的轧制线高度范围是22-33 mm;采用下压法轧制时,合适的下工作辊直径与上工作辊直径差范围是0-20 mm。该结果可为厚板轧制过程参数的设定提供参考。     

厚板轧制头部弯曲的有限元分析

采用二维大变形热-力耦合有限元法分析了厚板轧制头部弯曲的现象,得到了不同的轧制线高度、摩擦状况、上下工作辊直径和上下工作辊转速时对厚板轧后头部弯曲的影响.结果表明,在其他条件相同的情况下,合适的轧制线高度范围是22-33 mm;采用下压法轧制时,合适的下工作辊直径与上工作辊直径差范围是0-20 mm.该结果可为厚板轧制过程参数的设定提供参考.     

轧制差厚板方盒形件起皱缺陷研究

通过数值仿真与冲压实验研究了差厚板方盒形件的起皱缺陷,分析了差厚板方盒形件起皱缺陷的发生机理,讨论了压边力对差厚板起皱缺陷的影响.研究表明:差厚板方盒形件最容易发生起皱的部位是薄板侧的法兰直边区以及过渡区法兰部位,当厚板侧压边力过小时,厚侧法兰直边部分也有可能产生褶皱;在保证零件不产生破裂和较大的厚度过渡区位移的前提下,采用较大的压边力对于提高差厚板的抗皱性是非常有利的;而恒定的压边力类型对于抑制差厚板起皱是最为理想的.     

轧制差厚板方盒件拉深成形的实验与数值模拟

分析了轧制差厚板的显微组织和力学性能存在差异性的原因.针对差厚板方盒件的拉深成形过程建立有限元模型，探讨了其变厚度特性及性能差异化特征的建模方法.通过对比实验及模拟条件下方盒件的成形结果，证明了有限元模型的可靠性.根据验证后的有限元模型，以极限拉深高度和过渡区中心线偏移量为评价标准，分析了差厚板的几何参数(过渡区长度、过渡区位置、薄区与厚区的厚度差)对其拉深成形的影响.结果表明，过渡区越长、厚区占比越大、薄区与厚区的厚度差越小，则差厚板的拉深成形性能越好.确定差厚板的几何参数时，需综合考虑板料的成形性能和轻量化效果.     

差厚板退火过程的组织演变模拟研究

以CR340差厚板退火过程为研究对象,采用实验和模拟方法对其组织演变进行对比分析.结果表明,运用MATLAB软件开发的模拟再结晶退火CA程序可以用来模拟差厚板退火过程,并验证了该模型的可靠性.     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

冷轧差厚板退火组织性能的实验研究

对CR340冷轧差厚板系列退火工艺进行实验研究,对比分析了不同退火工艺对差厚板不同厚度区组织和性能的影响,探究差厚板退火性能差异化的原因.结果表明:差厚板不同厚度区的组织性能差异取决于冷轧变形量、退火温度和保温时间.通过拟合实验数据建立了差厚板不同厚度区退火温度和保温时间与最终屈服强度和延伸率的对应关系,回归了差厚板退火后硬度与屈服强度的函数关系,为冷轧差厚板退火工艺的制定及组织性能控制提供了参考数据.     

双相钢差厚板退火过程的温度场

为了获得性能可控的冷轧双相钢差厚板,需要了解其退火过程中的温度变化规律.采用ABAQUS有限元软件模拟双相钢差厚板在退火过程中不同厚度处的温度分布,结果发现,当差厚板不同区域有相同的冷却速度时,冷却速度越大,厚区与薄区对流换热系数之比越接近差厚比,从2.12变为2.03,且对流换热系数与冷却速度为线性关系;当差厚板不同区域的冷却强度相同时,随着冷速的增加,差厚板薄、厚区温差增大,从124℃升至141℃.随着差厚板斜率的增加,温度影响区长度增加.     

Q390高强低合金厚板控制轧制工艺

通过模拟实验研究了控制轧制工艺对Q390高强度低合金厚板结构用钢显微组织和力学性能的影响;通过组织分析和力学性能检测表明采用本研究所设定的控制轧制工艺试验轧制的50 mm厚板,其Rm>517 MPa,ReL>382 MPa,韧脆转变温度介于-60℃至-70℃之间,达到了GB/T1591—94的要求.在Nb(C,N)完全固溶温度以下保温有利于提高钢板的低温韧性;在相同的精轧总压下量和空冷制度下,轧制道次及介于830~780℃的终轧温度对于钢板的组织性能影响不大.     

差厚拼焊板拉延成形工艺研究

为了减轻车身重量和加强汽车安全性，差厚拼焊板在车身覆盖件制造中已得到越来越广泛的应用．笔者分析了采用普通工艺对差厚拼焊板进行拉延成形时发生的主要问题——薄侧材料的起皱和焊缝的移动等，给出了消除或控制上述问题的方法．采用Ls．dyna求解器，以矩形盒件为例，对其应用差厚拼焊板成形的过程进行数值模拟，比较不同的拉延工艺，得到了差厚拼焊板拉延成形的一种有效工艺措施，验证了笔者所提方法的有效性．     

预制管廊横向接头抗弯力学模型及取值方法

接头导致预制预应力综合管廊结构刚度分布不均匀,内力以及变形发生变化,而抗弯刚度是衡量管廊接头性能的重要指标以及评价管廊结构整体力学性能的重要参数.在考虑横向接头截面实际构造形式以及受力变形特点的基础上,通过内力平衡和变形协调条件,建立了可以表征接头截面从受力到破坏各阶段的力学模型以及相应的理论解析表达式.通过数值模拟的方法对接头抗弯刚度影响因素进行了敏感性分析,并在此基础上将理论计算结果与数值模拟结果进行对比,最后根据得出的抗弯刚度变化规律提出了管廊横向接头抗弯刚度两阶段取值方法,研究结果可为预制管廊的设计和理论分析提供参考.     

HP钢热轧板带温度制度的制定

采用在Ｇｌｅｅｂｌｅ１５００热力模拟实验机上进行轧制工艺模拟和热轧实验相结合的方法，研究了轧制温度参数对ＨＰ钢显微组织和力学性能的影响，由此制定较为合理的温度工艺制度，并成功地应用于生产中。     

基于拓扑优化的拼焊板车门焊缝位置布局

提出一种拼焊板(TWB)车门结构焊缝布局拓扑设计方法.考虑多刚度性能要求并采用双向渐进拓扑优化(BESO)算法作为设计蓝本,将传统的针对弹性模量的插值函数转换为厚度插值模型,然后根据不同的刚度工况推导出相应的灵敏度计算公式.结果表明:在厚度和体积分数给定的情况下,材料分布更具聚集性,即不同厚度区域的分界线更加明显;优化后的车门结构仅损失结构刚度的1%,就能降低接近30%的质量.     

缝纫工艺对缝纫复合材料弯曲性能的影响

采用不同的缝纫方式、缝纫密度、缝纫线种类、缝纫线线密度对Kevlar纤维毡进行缝纫,制成预制件,经过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)方式对缝纫预制件固化成型.测试结果表明,随着缝纫密度增大,缝纫复合材料的弯曲性能单调降低;在缝纫密度相同的情况下,缝纫的行距比针距对弯曲性能的影响大;缝纫线的直径越大,缝纫后复合材料的弯曲性能下降幅度越大;而缝纫线种类对弯曲性能影响不大.