文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
DP780高强钢动态力学行为研究
姓名:田成达
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:李大永
20080201
上海交通大学硕士学位论文摘要
DP780 高强钢动态力学行为研究
摘要
双相钢是由低碳钢或低碳合金钢经过临界区热处理或控制轧制工艺
而得到的一种高强度钢。在其微观结构上含有两种金相,一种是铁素体,
是一种软相,提供良好的可成形性;另一种是马氏体或者贝氏体,属于
硬相,提供材料的强度。由于两相的存在,使得双相钢具有优异的强度、
延展性能以及加工硬化能力。双相钢的高强度以及应变率相关性使得其
在高速变形情况下表现出良好的力学性能。鉴于其良好的动态力学行为,
双相钢板也成为目前汽车用材料的一个重要发展方向。
DP780 高强钢是双相钢中的一个典型的代表,具有良好的屈服和抗拉
强度,以及明显的变形应变率相关性。本文以 DP780 高强钢为研究对象,
以准静态和动态单向拉伸实验及分析为实验基础,构建材料本构模型并
编制材料本构子程序,通过高强钢动态变形过程的数值模拟,研究了
DP780 的动态力学特性。
,2m/s,
10m/s和15m/s四种拉伸速度下的动态冲击拉伸实验得到了不同拉伸应变
率下材料的应力-应变曲线,并结合拉伸断口处的微观组织分析,研究
了其基本的力学性能;利用Johnson-Cook简化型本构模型表达了材料的
动态拉伸本构关系;在此基础上,提出了一个基于宏观变量速度V的本构
关系方程,很好地预测了动态冲击条件下材料的应变率以及应力的变化。
其次,基于商业有限元计算软件ABAQUS,利用FORTRAN语言将本构
方程通过用户材料子程序的形式嵌入到软件中,并通过具体的算例与实
验结果相对比,验证了材料子程序的正确性。最后将自行编写的率相关
用户材料子程序应用到车身纵梁薄壁结构压溃分析的数值模拟计算中,
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
与率无关材料本构模型进行了对比,并研究了本构方程中应变率敏感系
数和等向硬化敏感系数对数值模拟结果的影响。结果表明: DP780高强
钢是一种具有高屈强和应变率强化特性的汽车用钢,通过运用基于宏观
变量速度V的本构方程的用户材料子程序,实现了对实验过程的准确模
拟,为进一步在整车的碰撞过程中考虑材料应变率相关性提供了更加准
确的材料模型。

关键词: 双相钢,应变率,本构方程,VUMAT,数值模拟

II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
RESEARCH ON THE DYNAMIC DEFORMATION
BEHAVIOR OF DP780 HIGH STRENGTH STEEL
ABSTRACT
The dual phase (DP) steel is a kind of high strength steel which is
produced by heat treatment processing in some critical region or special
rolling stage of low carbon steel or low alloy steel. The microstructure of DP
steel consists of two phases. One is ferrite, a kind of soft phase, which can
provide good formability; the other is martensite, a kind of hard phase, which
can improve the strength. Due to coexistence of the two phases, the high
strength steel has great advantages in the strength, ductility and work
hardening capability. The high strength and strain rate dependent hardening
properties make DP steel have good performance in large deformation. The
research on the dynamic deformation theory and application of DP steel has
drawn more