專利名稱：高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，安全、環(huán)保、節(jié)能成為汽車(chē)制造業(yè)發(fā)展的主題，采用高強(qiáng)度鋼板沖壓件制造車(chē)身既可以減輕車(chē)體重量，又能提高安全性，是同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)體輕量化和提高碰撞安全性的最好途徑。高強(qiáng)度鋼板，強(qiáng)度越高，越難成形。尤其是當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到1500MI^時(shí)，常規(guī)的冷沖壓成形工藝幾乎無(wú)法成形。因此，如何實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度鋼板的高精度沖壓成形就成為一項(xiàng)迫切需要解決的技術(shù)難題。溫?zé)岢尚渭夹g(shù)(即熱沖壓技術(shù))，是一種專門(mén)用于成形高強(qiáng)度沖壓件的先進(jìn)制造技術(shù)，可用來(lái)成形強(qiáng)度高達(dá)1600MPa的沖壓件，目前成為世界上眾多汽車(chē)生產(chǎn)廠商關(guān)注的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的溫?zé)岢尚渭夹g(shù)依靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)溫?zé)岢尚文＞咴O(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的選取，可靠性差且浪費(fèi)人力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，以解決現(xiàn)有的溫?zé)岢尚渭夹g(shù)依靠人的經(jīng)驗(yàn)來(lái)指導(dǎo)溫?zé)岢尚文＞咴O(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的選取，可靠性差且浪費(fèi)人力的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，所述方法包括以下步驟根據(jù)用戶輸入的材料參數(shù)或模型調(diào)用指令，建立待模擬模具的分析模型；接收用戶輸入的工藝參數(shù)信息，并根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的熱、力及相變耦合模型，動(dòng)力顯示模型，接觸及摩擦模型，和/或熱成形溫度場(chǎng)模型后顯示。所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的熱、力及相變耦合模型的步驟可以表示為
權(quán)利要求
1.一種高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 根據(jù)用戶輸入的材料參數(shù)或模型調(diào)用指令，建立待模擬模具的分析模型；接收用戶輸入的工藝參數(shù)信息，并根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的熱、力及相變耦合模型，動(dòng)力顯示模型，接觸及摩擦模型，和/或熱成形溫度場(chǎng)模型后顯不。
2.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的熱、力及相變耦合模型的步驟表示為< 'ρ =KS (I-ξ)ξ str = βξ其中，ξ為馬氏體轉(zhuǎn)變量；一為相變塑性應(yīng)變；S為偏應(yīng)力；廣為相變體積應(yīng)變?cè)隽浚沪?為相變膨脹系數(shù)；K為相變塑性系數(shù)；T為溫度；Ms為馬氏體相變開(kāi)始溫度；Θ為馬氏體轉(zhuǎn)變速率參數(shù)、k為相變塑性系數(shù)；所述馬氏體相變開(kāi)始溫度Ms、馬氏體轉(zhuǎn)變速率參數(shù)θ、相變塑性系數(shù)k滿足Ms =Ms0Ms =Ms0+ Ζ> 0 <σ<σ祌K =Ms0+ζ>'θ = θ0θ = θ0+λχ(σθ = θ0 +λK = K0K = Κ0+χχ(σσα <σ<σΡΚ = Κ0+χχ(σρ-σα)σ>σρ其中，&為應(yīng)力，Mstl為馬氏體點(diǎn)基點(diǎn)溫度，χ為相變溫度與應(yīng)力之間的耦合系數(shù)，oa(l、 σ ρ0分別為馬氏體相變點(diǎn)與應(yīng)力耦合關(guān)系的區(qū)間應(yīng)力兩基點(diǎn)；θ ^為馬氏體轉(zhuǎn)變速率基點(diǎn)， λ為相變速率與應(yīng)力之間的耦合系數(shù)，oa、σρ分別為馬氏體相變速率與應(yīng)力耦合關(guān)系的區(qū)間應(yīng)力兩基點(diǎn)；Kci為相變塑性系數(shù)基點(diǎn)，Υ為相變塑性系數(shù)與應(yīng)力之間的耦合系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述動(dòng)力顯示模型為應(yīng)力的導(dǎo)數(shù)張量模型，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到動(dòng)力顯示模型的步驟表示為0,=5^(8^-4 (0 - 4 (0 - 4 (0)(t) -slit)-si (O)其中，是彈塑性本構(gòu)矩陣，是以相鄰構(gòu)型為參考構(gòu)型的Green應(yīng)變率張量， 《⑴是以相鄰構(gòu)型為參考構(gòu)型的熱應(yīng)變率張量，《⑴是以相鄰構(gòu)型為參考構(gòu)型的相變體積應(yīng)變率張量，硭(0是以相鄰構(gòu)型為參考構(gòu)型的相變塑性應(yīng)變率張量。
4.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述動(dòng)力顯示模型為段流動(dòng)應(yīng)力模型，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到動(dòng)力顯示模型的步驟表示為
5 如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述接觸及摩擦模型為動(dòng)力平衡運(yùn)動(dòng)模型，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到接觸及摩擦模型的步驟表示為
6.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述接觸及摩擦模型為法向接觸反力和切向摩擦力模型，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到接觸及摩擦模型的步驟表示為其中，#、為接觸力控制系數(shù)，且滿足
7.如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到熱成形溫度場(chǎng)模型的步驟表示為
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，在所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的動(dòng)力顯示模型的步驟之后， 還包括對(duì)所述動(dòng)力顯示模型進(jìn)行離散化并顯示的步驟，所述對(duì)動(dòng)力顯示模型進(jìn)行離散化的步驟表示為
9.如權(quán)利要求8所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)用戶輸入的所述工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的動(dòng)力顯示模型的步驟之后，還包括計(jì)算下一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)總位移矢量并顯示的步驟，所述計(jì)算下一時(shí)刻節(jié)點(diǎn)總位移矢量的步驟表示為
10.如權(quán)利要求9所述的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，其特征在于，所述時(shí)間增量Atn滿足
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法，包括根據(jù)用戶輸入的材料參數(shù)或模型調(diào)用指令，建立待模擬模具的分析模型；接收用戶輸入的工藝參數(shù)信息，并根據(jù)用戶輸入的工藝參數(shù)信息計(jì)算得到待模擬模具的熱、力及相變耦合模型，動(dòng)力顯示模型，接觸及摩擦模型，和/或熱成形溫度場(chǎng)模型后顯示。本發(fā)明提供的高強(qiáng)度鋼板溫?zé)岢尚螖?shù)值模擬方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫?zé)岢尚芜^(guò)程中，待模擬材料的數(shù)值模擬功能，可以對(duì)溫?zé)岢尚文＞咴O(shè)計(jì)及工藝參數(shù)的選取進(jìn)行自動(dòng)分析，進(jìn)而提供優(yōu)化方案，相較于現(xiàn)有的人工選取方式，可靠性及精確度更高，節(jié)省了制程成本。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102411648SQ20111022323
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者胡平, 馬寧 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)