高空作业车高强钢臂成形工艺研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

高强钢主要用于制作车身外板、车身内板以及车身结构件,这些位置采用高强钢替代普通钢与汽车轻量化关系密切,同时高强钢的应用可以有效提升车身碰撞安全性,其应用具有以下特点:

(1)材料强度的提高能够增加车身安全性;

(2)覆盖件抗凹性的改善能够提高商品性;

(3)板厚减薄能够使汽车结构轻量化。

对于高强度钢板,目前尚无统一的定义和分类方法,以下是国内外对于高强度钢板的定义和分类:

(1)普通高强度钢板:抗拉强度或屈服强度相对较低,或采用传统工艺或传统公艺少许改进即能生产出来的高强度钢板,如IF钢板、IS钢板、BH钢板及HSLA钢板等。

(2)先进高强度钢板:需要采用先进设备及工艺方法才能生产出来的钢板,如DP钢板、TRIP钢板、Mart钢板及热成型钢等[1]

国内高强度钢一般分为正火钢,低合金调质钢和控轧控冷( TMCP) 钢。正火钢主要采用固溶 沉淀强化来提高钢材的强度和韧性,但是由于热处理方式所限,正火钢抗拉强度一般不超过 500MPa。TMCP钢是近年来发展起来的新钢种,它采用微合金化加入( Ti,Nb,V) 和控轧等技术达到细晶强化和沉淀强化相结合的效果[2]。控轧主要是控制钢材的变形温度和变形量,利用位错强化来韧化钢材; 控冷主要是控制钢材的开始形变温度和终了形变温度,以及随后的冷却温度来细化晶粒。TMCP 钢强度可以达到 800~1300 MPa 甚至 1800 MPa。热轧及正火钢依靠添加合金元素和通过固溶强化、沉淀强化的途径提高强度到一定程度之后,会导致塑性和韧性下降[3]。因此抗拉强度达到 600MPa 的高强度钢都采用调质处理,通过组织强韧化获得很高的综合力学性能,其强度可以达到 600~1300MPa。这类钢在工程焊接结构中的应用日益广泛,越来越受到工程界的重视。

国内外超高强度钢的研究也取得了很多进展,新型超高强度钢的基体均为高位错密度的板条马氏体组织,板条间分布有薄膜状的残余奥氏体及一些未溶碳化物,生产工艺主要是通过 TMCP 以及后期油淬,直接淬火 低温回火等热处理方法,得到马氏体、贝氏体、少量残余奥氏体复相组织。强化机制包括残余奥氏体分解为马氏体,ε-碳化物析出强化,细晶强化等[4]。超高强度钢在高韧性,高耐磨性方面有突出优势,在工程机械大型化,轻量化,高能效方面有重要应用前景。减薄和高强是先进高强钢在减重和安全方面的优势 ,但也对冲压成形工艺提出了新的挑战。减薄和高强对冲压工艺而言是恶化成形性的双重因素 ,不仅使车身零件在成形过程中易开裂 , 而且易产生过量回弹 , 冲压件的回弹常用 U 型槽的拉伸试验来测定[5]。相对于软钢和传统高强钢, 先进高强钢的回弹更大, 特别是当钢板原始强度大于1000M Pa 时 ,传统的冷冲压方法就难以生产结构 、形状相对复杂的车身零件, 这就需要恰当的解决方法[6]

此次毕业设计研究的是高空作业车高强钢臂成型工艺研究,工艺主要包括折弯及焊接两个过程。近年来,随着我国低碳经济及生产技术的不断发展,高强度钢板在制造领域的应用越来越广泛,其主要应用于重要的(低温)高强度结构件、工程机械、矿山钢结构件等。

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