22MnB5钢电阻点焊过程模拟及工艺参数优化开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

近几年来,我国的汽车行业在国家政策的帮助下已经蓬勃发展起来,随之而来问题也有很多,包括能源危机和环境污染等,而汽车轻量化是目前比较有效的能够改善上述问题的方案之一,世界各国都在研究这一相关问题。在汽车轻量化的研究过程中,先进高强钢(Advanced high strengthsteels,AHSS)这种材料在汽车结构中的应用逐渐增加,随着全球能源危机和环境污染的加剧,通过提高先进高强钢(Advanced high strengthsteels,AHSS) 在汽车结构中的使用比例以达到汽车轻量化的目的,逐渐成为汽车工业未来的发展趋势[1,2]

汽车轻量化和汽车安全性本来是一对相互矛盾的两个概念。传统钢板很难在保证汽车量具有较高安全性能的同时,也具有较好的轻化特性。面对于新型轻量化材料而言,比如铝、铁等新型材料,虽然在汽车轻量化方面得到了很大的提升和改善,但是材料强度却往往不尽如人意,使得这些新型轻量化材料在汽车中的应用和发展遇到了很大的瓶颈。当今社会,正当汽车行业对轻量化材料要求越来越高的时候,新型22MnB5高强度钢板应运而生并及时应用到汽车当中。这种新型钢板在保证汽车实现轻量化的同时,也确保汽车具有更好的安全性能。因此,正是因为这种新型钢铁材料的出现,使得人们对于这种材料的研究越来越多[3,4,5]。由于电阻点焊具有焊接质量好、焊接速度快、易于自动化等优点,所以近几十年来其在汽车工业生产中占据主导地位[6]。所以研究高强钢电阻点焊工艺及接头力学性能,获得最佳工艺参数,对实现车辆轻量化,满足油耗限值要求具有重要意义[7]

在国内外的研究中,主要研究目标集中在如何通过各种软件对焊接过程的模拟,以及建立各种有限元的模型,得到与电阻点焊相关的各项数据,主要有熔核尺寸、喷溅极限电流、温度场变化,以及接头的断裂形式和抗垃剪性能等的研究[8,9,10]。在国内的研究中杨凯等人通过 sysweld 有限元软件对等厚低碳高强度钢的点焊过程进行了电、热、机械的数值模拟分析。并根据电阻点焊实验提供的熔核尺寸和喷溅极限电流对模型进行了验证。结果表明:所有焊点尺寸的平均绝对误差为0.68 mm,所有焊点喷溅极限的平均绝对误差为1.10 kA,模拟结果与实验结果具有一致性[11]。郑文等人利用SORPAS软件对超高强度热成形钢板建立了描述点焊熔核形成过程的轴对称有限元模型。

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