吉林大学学报(工学版) ›› 2014, Vol. 44 ›› Issue (4): 946-952.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201404008

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高强度钢板热成形三维温度场数值模拟分析

史栋勇, 盈亮, 胡平, 申国哲, 武文华, 姜大鑫   

  1. 1.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024;
    2.大连理工大学 工程力学系, 辽宁 大连 116024;
    3.大连理工大学 汽车工程学院, 辽宁 大连 116024
  • 收稿日期:2013-04-12 出版日期:2014-07-01 发布日期:2014-07-01
  • 通讯作者: 胡平(1956-), 男, 教授, 博士生导师.研究方向:汽车车身工程, 固体力学.E-mail:pinghu@dlut.edu.cn
  • 作者简介:史栋勇(1987-), 男, 博士研究生.研究方向:高强度钢板热成形数值模拟. E-mail:shidongyong_1987@163.com
  • 基金资助:
    “973”国家重点基础研究发展计划项目(2010CB832700); 国家科技支撑计划项目(2013BAG05B01); 中央高校基本科研业务费专项项目(DUT14RC(3)032); 

Numerical simulation of 3D temperature field in hot forming of high strength steel

SHI Dong-yong1, 2, YING Liang3, HU Ping1, 3, SHEN Guo-zhe3, WU Wen-hua2, JIANG Da-xin3   

  1. 1.State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;
    2.Department of Engineering Mechanics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;
    3.School of Automotive Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China
  • Received:2013-04-12 Online:2014-07-01 Published:2014-07-01

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摘要： 基于三维温度场有限元理论, 考虑高强度钢板实际热成形过程中板料和水冷模具的温度边界条件, 开发了用于热成形的KMAS_HF(King mesh analysis system _ Hot forming)温度场分析模块, 其中分别采用壳体单元和三维四面体单元模拟板料和模具温度场, 将板料相变潜热释放引入温度场分析过程中。以典型U型试件为例, 对其热成形过程进行数值模拟分析, 并与实际试验进行对比研究。结果表明:板料与三维实体模具温度变化的数值模拟结果与试验结果一致, 该模块对于热成形温度场分析预测具有重要指导意义。

关键词: 车辆工程, 高强度钢板, 热成形, 温度场, 数值模拟

Abstract: Based on the finite element theory for 3D temperature field, a temperature field analysis module, King Mesh Analysis System_Hot Forming (KMAS_HF), was developed. In this module the blank and tools were modeled by shell and 3D tetrahedral elements respectively. During the numerical simulation, the boundary conditions of the sheet metal and water-cooled tools in practical hot forming process were considered; the transformation latent heat release of the blank was introduced into the analysis of the temperature field. The hot forming process of a typical U-shaped part simulated using KMAS_HF was compared with experiment. The numerical simulation result is in good agreement with the experimental result, which confirms that this module can accurately predict the temperature distribution in hot forming process.

Key words: vehicle engineering, high strength steel, hot forming, temperature field, numerical simulation

中图分类号: 

  • U41
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