高强度钢板热成形本构理论与实验分析

热成形(热冲压)过程中硼钢的热、力、相变耦合关系是研究热成形理论的基础,同时也是决定热成形工艺及数值模拟准确性的关键因素.对热成形硼钢进行高温拉伸及淬火实验硼钢板材试样在奥氏体化(950℃)后保温一定时间,然后在连续冷却的同时施加拉伸力,记录此过程中力、位移、膨胀量及温度的变化.通过对不同冷却速率及不同拉伸力情况下上述物理量的变化规律及微观组织性能的分析,研究硼钢相变过程中的热、力、相变耦合关系.建立了硼钢相变过程中的热、力、相变耦合模型.通过引入混合定律对热成形过程中的多相材料热力学参数和力学性能进行等效分析;对热成形应变组成及其形成机理进行了分析,引入了相变体积应力及相变塑性应力等新概念.硼钢高温流动应力采用修改的Norton-Hoff形式,并通过实验确定了流动应力的材料常数.在此基础上将热、力、相变耦合关系引入热成形本构方程中,分别建立了高强度钢板热成形的全量形式及增量形式本构方程.对U形零部件热成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行比较,结果证明建立的本构理论的有效性.