应变速率对零件加工过程材料性能影响分析

简介

汽车零件加工过程并非绝对的静态过程,而是在较低变形速率的加工过程,应变速率对整个过程中性能变化具有重要影响。针对汽车零件常用的低合金高强钢HC340LA材料成形过程中应变速率对性能影响进行分析,同时模拟零件成形时不同的冲压速率,选取HC340LA进行8个准静态低应变速率拉伸性能测试,获取不同应变速率下材料的力学性能变化和加工硬化变化,同时基于Johnson-Cook模型获取材料的应变速率敏感性因数;将应变速率的影响嵌入到有限元仿真分析模型中,获取材料的成形极限FLD图,并与试验结果和经验公式结果进行对比。结果可知应变速率对材料的强度和塑形都有影响,随着应变速率增大先降低后增大;应变速率对屈强比和平均n值影响很小几乎可以忽略;材料应变速率敏感性参数C值为0.017,应变速率敏感性较大;在准静态的应变速率范围内,应变速率对HC340LA的加工硬化影响能力较弱;嵌入应变率影响因素后,有限元结果与试验结果一致性较好,应变特征点误差小于3%;经验公式与试验结果在胀形变形区差别较大,应变特征点误差较大。为指导实际设计生产提供参考依据。