专利名称：高强度钢板温热成形数值模拟方法
技术领域：
本发明属于热处理技术领域，尤其涉及一高强度钢板温热成形数值模拟方法。
背景技术：
当前，安全、环保、节能成为汽车制造业发展的主题，采用高强度钢板冲压件制造车身既可以减轻车体重量，又能提高安全性，是同时实现车体轻量化和提高碰撞安全性的最好途径。高强度钢板，强度越高，越难成形。尤其是当强度达到1500MI^时，常规的冷冲压成形工艺几乎无法成形。因此，如何实现高强度钢板的高精度冲压成形就成为一项迫切需要解决的技术难题。温热成形技术(即热冲压技术)，是一种专门用于成形高强度冲压件的先进制造技术，可用来成形强度高达1600MPa的冲压件，目前成为世界上众多汽车生产厂商关注的热点。现有的温热成形技术依靠人的经验来指导温热成形模具设计及工艺参数的选取，可靠性差且浪费人力。
发明内容
本发明的目的在于提供一高强度钢板温热成形数值模拟方法，以解决现有的温热成形技术依靠人的经验来指导温热成形模具设计及工艺参数的选取，可靠性差且浪费人力的问题。本发明实施例是这样实现的，一种高强度钢板温热成形数值模拟方法，所述方法包括以下步骤根据用户输入的材料参数或模型调用指令，建立待模拟模具的分析模型；接收用户输入的工艺参数信息，并根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的热、力及相变耦合模型，动力显示模型，接触及摩擦模型，和/或热成形温度场模型后显示。所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的热、力及相变耦合模型的步骤可以表示为
权利要求
1.一种高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 根据用户输入的材料参数或模型调用指令，建立待模拟模具的分析模型；接收用户输入的工艺参数信息，并根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的热、力及相变耦合模型，动力显示模型，接触及摩擦模型，和/或热成形温度场模型后显不。
2.如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的热、力及相变耦合模型的步骤表示为< 'ρ =KS (I-ξ)ξ str = βξ其中，ξ为马氏体转变量；一为相变塑性应变；S为偏应力；广为相变体积应变增量；β 为相变膨胀系数；K为相变塑性系数；T为温度；Ms为马氏体相变开始温度；Θ为马氏体转变速率参数、k为相变塑性系数；所述马氏体相变开始温度Ms、马氏体转变速率参数θ、相变塑性系数k满足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，&为应力，Mstl为马氏体点基点温度，χ为相变温度与应力之间的耦合系数，oa(l、 σ ρ0分别为马氏体相变点与应力耦合关系的区间应力两基点；θ ^为马氏体转变速率基点， λ为相变速率与应力之间的耦合系数，oa、σρ分别为马氏体相变速率与应力耦合关系的区间应力两基点；Kci为相变塑性系数基点，Υ为相变塑性系数与应力之间的耦合系数。
3.如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述动力显示模型为应力的导数张量模型，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到动力显示模型的步骤表示为0,=5^(8^-4 (0 - 4 (0 - 4 (0)(t) -slit)-si (O)其中，是弹塑性本构矩阵，是以相邻构型为参考构型的Green应变率张量， 《⑴是以相邻构型为参考构型的热应变率张量，《⑴是以相邻构型为参考构型的相变体积应变率张量，硭(0是以相邻构型为参考构型的相变塑性应变率张量。
4.如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述动力显示模型为段流动应力模型，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到动力显示模型的步骤表示为
5 如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述接触及摩擦模型为动力平衡运动模型，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到接触及摩擦模型的步骤表示为
6.如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述接触及摩擦模型为法向接触反力和切向摩擦力模型，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到接触及摩擦模型的步骤表示为其中，#、为接触力控制系数，且满足
7.如权利要求1所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到热成形温度场模型的步骤表示为
8.如权利要求1至7任一项所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，在所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的动力显示模型的步骤之后， 还包括对所述动力显示模型进行离散化并显示的步骤，所述对动力显示模型进行离散化的步骤表示为
9.如权利要求8所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述根据用户输入的所述工艺参数信息计算得到待模拟模具的动力显示模型的步骤之后，还包括计算下一时刻节点总位移矢量并显示的步骤，所述计算下一时刻节点总位移矢量的步骤表示为
10.如权利要求9所述的高强度钢板温热成形数值模拟方法，其特征在于，所述时间增量Atn满足
全文摘要
本发明公开了一高强度钢板温热成形数值模拟方法，包括根据用户输入的材料参数或模型调用指令，建立待模拟模具的分析模型；接收用户输入的工艺参数信息，并根据用户输入的工艺参数信息计算得到待模拟模具的热、力及相变耦合模型，动力显示模型，接触及摩擦模型，和/或热成形温度场模型后显示。本发明提供的高强度钢板温热成形数值模拟方法实现了对温热成形过程中，待模拟材料的数值模拟功能，可以对温热成形模具设计及工艺参数的选取进行自动分析，进而提供优化方案，相较于现有的人工选取方式，可靠性及精确度更高，节省了制程成本。
文档编号G06F17/50GK102411648SQ20111022323
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者胡平, 马宁 申请人:大连理工大学