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汽车用钢冲压成型、数值模拟和焊接技术开发成功

返回列表 来源:北京鑫亿洲钢铁有限公司 浏览:77436 发布日期:2019-3-11【

 一、冲压成型和数值模拟

  汽车从节油、减排CO2出发而实施车体轻型化的同时,为保冲撞安全性而要求钢材的强度大幅提高,以致高强度薄板提高冲压成形性,其数值模拟技术以及预测冲撞特性提高的数值模拟技术受到汽车零部件企业的重视而相继开发。

  1.冲压成型性。为解决冲压成型时的形状不良和破断、折皱等表面缺陷,除从材料上开发高性能化技术外,并开发出补救成型性不足的高润滑材料和张力控制成型等技术,同时还开发出数字模拟技术,对成型不良进行事前预测。

  汽车结构部件用高强度钢成型时的最大课题为成品的尺寸精度,正研究改用弯曲成型以减少弹性反弹和利用数值模拟使模具最佳化的方法。成型方式由延伸成型改为模式延伸成型后可使弹性反弹量明显下降,现已被广泛应用,还有改变模具形状,使钢板冲压到模具底部时对钢板施以张力,亦可抑制弹性反弹的张力控制成型法,现已对简单形状部件用980MPa钢板进行高精度加工,现正研究用于形状复杂部件的加工。

  高强度钢板的液压润滑成型指在模具和材间供给高压润滑液下的成型法,可使加工成型的范围明显扩大,换算为材料的r值可达0.4以上。另外从冲模或冲头的一侧供润滑液亦有提高成型性的巨大效果,现正以前门内板加工作试验。

  2.数值模拟。这一技术进步很快,对冲压成型的裂纹、折皱等基本上均可预测。关键是对冲压成型材料的成型极限曲线(FLD)的正确求解,在材料生产厂已建FLD数据模拟软件的同时,亦有将FLD数据库化以提高冲压成型模拟精度的。另在汽车部件冲撞模拟精度的提高方面,特别是通过材料对形变速度依存性的数据库化,得知钢材加工时的形变分布和板厚减薄率对冲撞性的预测影响巨大,故在近年利用独自的数据库模拟解析以开发部件的增多。在对冲撞弯曲、压碎数值解析时应重视应力-形变曲线,并尽量利用实际测定值,这对高强度薄板冲压加工甚为重要。

  按照上述基础数据进行的数值解析和对块状部件(断面60×60、高60mm)的冲撞试验结果基本一致,说明正确利用形变依存性的重要。最近对块状部件冲压成型时,又采用了形变分布的模拟解析,亦和试验结果基本一致,正在实用化。

  3.今后展望。随着高强度钢材在汽车上的应用扩大,上述模拟解析技术将更为重要,希望有关部门共同协作研发出更多的实用新技术。

  二、焊接技术

  10年间的主要技术开发成果如下:(1)阪神大地震后提高钢结构的焊接特性,乃是建设省(现国交省)的重点项目,基于保证钢结构焊接部的必要韧性而制定了防止脆性破断的指导方针,为以后的焊接技术、焊接用金属和焊接用新钢种的开发指明了方向;(2)为适应城市的再开发中多种结构和大跨度高层大楼的建设,从保耐震性出发对钢结构焊接部的高韧性要求,大入热焊接用钢开发成功耐火钢亦开发出并实用化;(3)开发出适于焊接用的各种高强度钢,如建筑用SA440,桥梁用SM570和高性能YP-500MPa钢,造船用EH390和EH460,海洋结构用YP-500MPa钢和管线用X80-100等钢种;(4)入热达50~100kJ/mm的大入热电弧焊和电渣焊等亦被广泛采用,并确保了焊接质量。