本书是将热冲压先进制造技术进行了实质性融合的著作，包含试验、理论、方法和工业应用，全面系统地介绍热冲压先进制造技术的发展现状、设备基础和工艺原理。以热冲压高强度钢为逻辑主线，用较大篇幅阐述了热-力-相多物理场耦合相关理论知识、有限元仿真技术和热冲压产品在汽车轻量化中的实际工程应用，全面翔实地论证金属板材温热冲压成形技术的理论背景和在汽车零部件领域的重要工程意义。本书相关研究成果已在国内外期刊发表，应用研究成果已在日本神户制钢和我国吉林伟孚特轻量化技术公司等相关单位得到成功应用和产业化示范。
样章试读
目录
- 目录
“车辆数字化与轻量化学术著作丛书”序
前言
第1章 金属板材冲压成形基础 1
1.1 冲压技术的发展历程 1
1.2 冲压成形基础 3
1.2.1 传统冷冲压成形工艺 3
1.2.2 冲压模具 4
1.2.3 冲压机 5
1.2.4 冲压产品生产流程 7
1.3 冲压成形材料及成形性能 8
1.3.1 对冲压成形材料的要求 8
1.3.2 板材的冲压成形性能 9
1.4 小结 13
参考文献 13
第2章 热冲压技术及主要装备 14
2.1 高强度钢板热冲压技术 14
2.1.1 热冲压技术简介 14
2.1.2 热冲压成形工艺 16
2.1.3 热冲压成形技术的有限元仿真分析 21
2.1.4 热冲压技术研究现状 23
2.2 热冲压生产线及主要装备 24
2.2.1 连续加热炉 25
2.2.2 耐高温机械手臂及上料、卸料自动输送装置 26
2.2.3 热成形模具设计、制造关键技术 27
2.2.4 热成形专用高速液压机 28
2.2.5 中央智能控制自动化集成系统 29
2.2.6 后续喷丸、切边冲孔设备 30
2.3 小结 32
参考文献 32
第3章 高强度钢热冲压成形的工艺性能 36
3.1 高强度钢热冲压成形工艺及原理 36
3.1.1 热冲压金属板材 36
3.1.2 热冲压工艺及原理 38
3.2 热冲压高强度钢的基础工艺研究 40
3.2.1 热冲压钢板基础力学性能 40
3.2.2 加热温度对热冲压钢板力学性能的影响 43
3.2.3 保温时间对热冲压钢板力学性能的影响 45
3.2.4 冷却速率对热冲压钢板力学性能的影响 47
3.3 热冲压材料强韧性工艺试验研究 50
3.3.1 热冲压钢强韧性回火工艺 51
3.3.2 热冲压钢强韧性高温淬火工艺 56
3.4 热冲压钢板硬度梯度性能研究 60
3.4.1 热冲压钢硬度梯度特性的形成机理 61
3.4.2 硬度梯度分区冷却工艺试验研究 62
3.4.3 热冲压钢强度-硬度-冷速指数关系 67
3.5 小结 74
参考文献 75
第4章 高强钢板热冲压成形力学理论与本构方程 79
4.1 热、力、相变多场耦合关系 79
4.1.1 理论分析 79
4.1.2 参数的试验测定 80
4.1.3 试验结果的分析与讨论 83
4.1.4 热、力相变耦合本构模型 85
4.2 热成形应力、应变分析 86
4.2.1 混合定律 86
4.2.2 应变分析 86
4.2.3 应力分析 87
4.3 热成形本构模型 88
4.3.1 全量描述的热成形本构关系 88
4.3.2 增量形式的热成形本构关系 88
4.4 小结 89
参考文献 89
第5章 晶体温热变形微观本构积分算法 91
5.1 变温条件下单晶有限变形本构积分算法 91
5.1.1 弹性变形梯度为基本变量 91
5.1.2 塑性变形梯度为基本变量 93
5.1.3 应力为基本变量算法 94
5.2 变形梯度类算法对比总结 97
5.2.1 弹性变形梯度和塑性变形梯度 97
5.2.2 隐式算法与显式算法 97
5.3 多晶本构积分算法 98
5.3.1 Taylor模型的建立 99
5.3.2 宏微观结合的有限元模型 100
5.4 高强度钢板热拉伸数值计算与试验验证 101
5.4.1 热力耦合作用下拉伸试验 101
5.4.2 数值计算结果对比分析 103
5.5 小结 107
参考文献 107
第6章 高强度钢板热冲压过程传热行为 109
6.1 传热理论及热冲压过程传热现象分析 109
6.1.1 传热学基本理论 109
6.1.2 热冲压过程传热现象分析 110
6.2 热冲压过程传热系数测定 111
6.2.1 传热系数计算方法 111
6.2.2 热冲压过程板料和模具的传热系数测定 112
6.2.3 热冲压过程模具和冷却水的传热系数测定 117
6.3 热冲压过程影响传热系数的其他因素 121
6.3.1 高温氧化皮对传热系数的影响 121
6.3.2 钢板表面粗糙度对传热系数的影响 130
6.4 小结 132
参考文献 133
第7章 热冲压高强度钢板的成形性能 135
7.1 金属材料变形塑性、变形抗力的概念 135
7.2 影响热成形材料塑性与变形抗力的因素 135
7.2.1 化学成分 135
7.2.2 组织结构 136
7.2.3 变形温度与加工硬化 136
7.2.4 变形速度 137
7.2.5 冷却速率 138
7.2.6 变形程度 138
7.2.7 尺寸因素 139
7.3 高强度钢板的高温材料性能 139
7.3.1 高强度钢板的高温单向拉伸试验 139
7.3.2 高强度钢板的高温材料模型 141
7.3.3 材料硬化能力对成形性的影响 142
7.3.4 轧制各向异性对成形性的影响 144
7.4 高强度钢板高温成形极限 146
7.4.1 成形极限及失稳理论简介 146
7.4.2 高温板材成形极限测试原理 149
7.4.3 高温成形极限试验设备和测试方法 150
7.4.4 三维热成形极限曲面及其应用 152
7.5 小结 155
参考文献 156
第8章 高强钢板热冲压有限元仿真算法 159
8.1 热冲压仿真的基本描述 159
8.2 热冲压数值模拟中的几个关键问题 160
8.2.1 多场耦合问题 160
8.2.2 高温接触摩擦问题 160
8.2.3 温度场模拟方法 162
8.2.4 相变场模拟方法 162
8.3 热冲压温度场的建模与仿真 163
8.3.1 温度场有限元方法概述 164
8.3.2 温度场变分方程 166
8.3.3 温度壳单元和温度场离散 169
8.3.4 瞬态温度场空间域和时间域的离散 174
8.4 热冲压相变场的建模与仿真 175
8.4.1 相变场概述 175
8.4.2 相变场基本方程 175
8.4.3 相变场求解方法 176
8.5 热冲压多场耦合数值模拟算法 177
8.5.1 热冲压多场耦合数值模拟的静力显式算法 177
8.5.2 热冲压多场耦合数值模拟的动力显式算法 183
8.6 小结 193
参考文献 194
第9章 热冲压零部件的车身轻量化应用 197
9.1 热成形零部件在车身轻量化中的应用 197
9.1.1 热冲压车门防撞梁的车身应用及工艺优化 197
9.1.2 基于整车CAE碰撞的热成形零部件车身应用 200
9.1.3 热成形零部件在概念车身轻量化设计中的应用 204
9.1.4 热成形零部件在大型校车车身轻量化设计中的应用 213
9.2 硬度梯度热冲压零部件的车身应用 216
9.2.1 硬度梯度热冲压零部件的碰撞吸能性能研究 217
9.2.2 硬度梯度热冲压B柱的车身应用与优化设计 221
9.3 强度梯度分布对碰撞性能的影响分析 223
9.4 小结 227
参考文献 228
第10章 热冲压模具优化设计与制造 230
10.1 热冲压模具设计关键技术 230
10.1.1 模具总体结构 230
10.1.2 模具材料选择 231
10.1.3 模具模面工程 232
10.1.4 模具冷却系统优化设计 233
10.2 热成形模具冷却系统的优化 234
10.2.1 优化子系统分解 234
10.2.2 模具冷却优化虚拟样机 235
10.2.3 优化核心技术分解 237
10.2.4 优化实例 238
10.3 热冲压模具加工制造 240
10.3.1 模具热处理 240
10.3.2 模面强化处理 241
10.4 热冲压模具热机疲劳试验与寿命预测模拟 242
10.4.1 热冲压模具疲劳类型 242
10.4.2 热机疲劳试验装置 243
10.4.3 试验原理及内容 244
10.4.4 试验结果分析 245
10.4.5 寿命预测模拟 250
10.5 小结 255
参考文献 255
京公网安备 11010102004214号