熱成形仿真及應用的案例
熱成形的應用與質量控制技術
本文介紹了熱成形零件的類型以及這幾種類型在白車身上的分布以及應用情況；同時，從熱成形的微觀和宏觀兩個方面介紹了熱成形的質量控制技術。
世界節能與環境協會的研究報告指出：汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%～8%，面對國內汽車保有量不斷攀升、排放增大、環境污染日趨嚴重、全球資源短缺、新能源汽車續航能力不足等問題，汽車輕量化將是未來汽車重要的發展方向之一。綜合比較鋁合金、鈦合金、鎂合金，以及非金屬碳纖維復合材料等輕量化材料，高強度鋼是目前滿足車身輕量化，同時提升碰撞安全性能的最佳材料之一。近年來，熱成形在主機廠的應用越來越廣泛；同時，隨著熱成形技術的不斷創新，新的熱成形類型應運而生并且技術越來越成熟，給主機廠帶來了更多的選擇。本文著重介紹目前已經量產的幾種類型。
由于熱成形零件涉及很復雜的金屬材料熱、力、相變等多物理場耦合等等問題，所以相對冷沖壓件，熱成形零件在質量控制上有很多特殊的要求。在這種背景下，熱成形的工藝過程控制技術，將作為主機廠和熱成形供應商共同研究的一個課題并且會持續不斷更新。
熱成形零件的類型，分布以及應用
隨著熱成形技術的發展，熱成形種類越來越多，并且也越來越成熟。表1是目前比較成熟的熱成形類型在成形前的板料截面示意圖，這幾種類型已經應用到很多車型上并且已經量產。另一方面，由于車身輕量化以及碰撞的要求越來越高，熱成形零件在白車身上的分布越來越廣，單車上熱成形零件使用數量也越來越多。根據碰撞時力的傳遞，白車身上有接近40個零件都是可以使用熱成形工藝的，如圖1光亮處所示。
表1 成形前板料截面示意圖（5種類型）
以下是熱成形類型在成形前的板料截面介紹。
⑴等厚。熱成形前的板料為一塊等厚板料。等厚是目前應用最廣的類型，一個白車身上等厚的熱成形零件占所有熱成形零件的90%以上。
展開 激光焊接在熱成形門環中的應用
讓更多人了解汽車行業的細節
自1984年首個熱成形零件應用到車身上開始，隨著熱成形技術和汽車行業的不斷發展，其應用范圍也越
來越廣泛。
最初，熱成形零件只應用在車門防撞梁上，
然后擴展到車身的A柱和B柱等位置，進一步應用于整車各承力關鍵部位的零件
。
熱成形零件占車身質量比例也從最初的1%逐漸擴展到5%、10%、20%甚至30%以上。
這其中有幾個因素起到了推動作用：
其一，輕量化的需求。
降低汽車自身質量可以提高輸出功率、降低噪聲、提升操控性、可靠性，提高車速、降低油耗。
若汽車整車質量降低10%，燃油效率可提高6%～8%。
當今，越來越嚴苛的排放法規，新能源汽車的興起都推動著汽車往更輕的方向發展。
其二，安全法規不斷升級。
中汽研發部的2018年版C-NCAP新規將臺架車的質量由950kg提高到1400kg，中保研C-IASA參考IIHS引入小角度偏置碰試驗，這都要求車身關鍵部件能夠承受更高的沖擊載荷。
傳統冷沖壓高強鋼無法滿足上述要求，而熱成形材料的抗拉強度可以達到1500MPa，而且零件幾乎沒回彈，尺寸精度高，因此成為了大部分承力零件的首選。
其三，熱成形技術的發展，補丁板、拼焊板、變等厚板、變強度等多樣性技術擴展了其應用范圍，門環是這些先進技術的集成創新應用。
2014年門環首次應用在謳歌MDX上，目的是為了提升小角度碰撞性能以達到IIHS評價要求，而實車碰撞試驗評價優秀（G），證明了門環的性能優良，如圖1所示。
展開 微合金化處理被廣泛應用于熱成形鋼中
近年來，熱成形鋼在汽車白車身中的應用逐年增加，為進一步改善該鋼的強塑性，微合金化處理被廣泛應用于熱成形鋼中。
Nb元素對熱成形鋼的組織性能調控作用顯著，可以有效細化原始奧氏體晶粒，形成的納米第二相會釘扎位錯，同時提高材料的強度與塑性。
LIANGJ等研究了Nb微合金化對商用38MnB5鋼組織性能的影響，發現添加Nb后，尺寸為20~50 nm的(Nb,Ti)c均勻分布在基體上，原始奧氏體和馬氏體塊尺寸分別減小至15.9 um和0.55 um，抗拉強度維持在1.9 GPa的同時，總伸長率達到9.14%。
LINL等研究了不同Nb含量對22MnB5鋼的影響，發現隨著Nb質量分數的增加 (0->0.027%-0.049%) ，原始奧氏體晶粒度與馬氏體板條寬度均更加細小;當Nb質量分數為0.049%時，細化效果最為顯著，原始奧氏體晶粒度與馬氏體板條寬度僅為傳統熱成形鋼的1/3左右。V微合金化也可實現強塑性的提升，但V是低溫析出元素，大多數固溶在基體中。
采用Nb-V復合添加的方式，利用微合金元素之間的協同作用更有利于析出碳氮化物，能進一步提升熱成形鋼綜合性能。圖1所示為3種試驗鋼顯微組織圖像，相較于無微合金元素的30MnB5 鋼30MnB5Nb鋼的原始奧氏體晶粒尺寸變得細小，Nb-V復合微合金化對原始奧氏體晶粒度的細化效果最為顯著。
LIU B等研究了不同Nb、V含量配比對試驗鋼顯微組織的影響，發現Nb元素的添加會提高殘余奧氏體的含量，而V對殘余奧氏體的影響較小，利用0.035%Nb+0.025%V (質量分數) 微合金化后的試驗鋼平均晶粒尺寸最小，僅為1.6um左右。此外，中信金屬股份有限公司與中國汽車工程研究院合作開發的0.04%Nb+0.04%V熱成形鋼已成功實現工業化試制并裝車應用。
展開 設計仿真 | 立即預約-Simufact成形及熱處理工藝仿真解決方案
精彩直播預告
金屬塑性加工工藝是一種常用的零部件成形制造工藝，常見的成形工藝有鍛造、沖壓、拉拔、軋制等等，這些工藝廣泛應用于各行各業。在以往，成形工藝的制定、創新，以及模具的設計都需要依靠大量的工程試錯進行迭代，從而優化工藝參數、優化模具設計，但時間與物料人力成本極高。
海克斯康工業軟件旗下Simufact Forming仿真軟件，能夠對零部件的成形過程進行仿真分析，預測成形過程中材料與模具設計的諸多問題，例如折疊、填充不滿、模具應力分布等問題，助力工程師對工藝及模具進行優化，同時軟件能夠進行熱處理工藝仿真分析，預測零部件在熱處理過程中變形、殘余應力、相變的演化過程，對熱處理工藝的改善起到一定指導作用。
本期直播，海克斯康工業軟件工藝仿真專家將結合經典行業案例展示成形及熱處理仿真方案，同時帶來全新模具壽命分析方案的介紹，歡迎預約報名！
展開 
熱成形技術在汽車輕量化中的應用
熱成形技術及應用現狀
1.熱成形板板材性能
熱成形鋼板有極高的材料強度及延展性，一般的高強度鋼板的抗拉強度在400～450MPa左右，而熱成形鋼材加熱前抗拉強度就已達到500～800MPa，加熱成形后則提高至1300～1600MPa，為普通鋼材的3～4倍，其硬度僅次于陶瓷，但又具有鋼材的韌性。因此由熱成形鋼板制成的車身極大地提高了車身的抗碰撞能力和整體安全性，在碰撞中對車內人員會起到很好的保護作用。
汽車上應用熱成形技術的典型鋼種是22MnB5。熱成形工藝過程為：首先將常溫下強度為400～500MPa的硼合金鋼板22MnB5加熱到930～950℃，使珠光體和鐵素體均勻奧氏體化，然后送入模具內沖壓成形；同時在壓力機閉合的情況下，在模具內快速冷卻到200℃左右，冷卻速率達到27K/S，將奧氏體轉變為馬氏體，使晶體硬化，以大幅度提高板材屈服強度和抗拉強度。熱成形后屈服強度達到1000MPa，抗拉強度達到1500MPa以上，延伸率為6%，其工藝原理如圖1所示。
2.熱成形板在江淮汽車中的應用
江淮汽車在近年推出的多個車型上，均使用了熱成形技術來減小車身質量，且新車型中還呈現出應用比例越來越高的趨勢。
展開 FASTAMP應用下載---板料沖壓成形仿真軟件FASTAMP系統及應用
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【技術熱點】三維五軸激光在熱沖壓成形應用上的工藝提升
摘要
目前，在車身熱沖壓成型領域，三維五軸激光切割機床的技術應用已經相當成熟。隨著熱沖壓成型技術的日趨成熟，以及汽車制造商對熱沖壓零件供應商壓低報價，汽車熱沖壓零部件供應商對于三維五軸激光切割設備的需求也在發生變化。隨著熱沖壓市場的發展，客戶群和客戶需求也隨之改變，從開始時的追求高效率、高質量切割、高精度及長期穩定性，到目前更傾向于兩個不同維度的要求：更低的投資成本和更高生產效率。此次研究得出的結果是基于：當前熱沖壓市場不同客戶的需求，以及三維五軸激光切割加工中心新的技術創新。其中一個就是最新的二合一光纖應用于三維五軸的切割，在相同的激光功率條件下，提高整個加工中心對于單件部件的切割效率，另一個是如何在滿足一些客戶需求的同時，降低設備的投資成本。
關鍵詞：激光工藝 三維五軸激光切割 熱沖壓零部件
三維五軸激光切割技術在汽車熱沖壓領域已有多年的應用。2006年，應用在汽車熱沖壓領域的三維五軸激光切割技術引入中國市場，并且目前一直在持續發展。在過去的17年間，隨著該技術的發展越來越趨于成熟，熱成型沖壓件的成本已經大幅降低，熱沖壓零件在汽車上的應用比例也在逐步增高。三維激光切割已經是熱沖壓工藝中的重要一環。熱沖壓零件的生產廠商對三維五軸激光切割設備的要求也越來越高。
展開 應用LS-DYNA進行薄板成形仿真
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真（高級培訓）如獲至寶，拿來與大家共享，原為ppt為了減少體積轉為pdf，但還有600k多一點，感覺犯不著上傳到ftp，只好分卷壓縮直接傳上來了，請見諒！
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.part3.rar
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.part1.rar
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.part2.rar
直播預告 | FormingSuite沖壓仿真和成本計算：汽車行業鈑金沖壓成形工藝仿真方案及應用
同時，傳統的CAE軟件通常要求使用者具備豐富的沖壓及制造工藝知識，并不適合產品設計工程師直接應用。
FTI 技術已成為沖壓鈑金件成本管理、優化、設計及早期成形性分析領域的行業標準。FormingSuite軟件工具為用戶提供貫穿產品全生命周期的智能化解決方案，有效幫助用戶解決成本、設計與工藝難題。該解決方案的核心價值不僅在于降低沖壓件材料成本、提升設計可制造性，還能幫助用戶提升產品整體質量。
本期直播講堂請到了海克斯康工業軟件CAE專家羅臘，在直播間中講師將詳細講解基于FormingSuite軟件工具，解決汽車白車身早期沖壓仿真及沖壓成本控制問題的解決方案。敬請關注！
6月12日 14:00
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立即預定
直播內容聚焦
? 白車身沖壓中的成本優化&評估
? 沖壓成形可行性分析
? 產品設計優化
羅臘
海克斯康工業軟件CAE專家
具有二十年沖壓行業經驗，十年模具行業工藝經驗，八年FTI企業級系統的應用及技術支持經驗，以及與主機廠SE部門協作的豐富經驗。
展開 【免費直播】eta/ DYNAFORM成形仿真應用
eta/ DYNAFORM成形仿真應用
直播時間
11月8日19：30
適用人群
面向汽車、模具、廚電、軌道交通、機械、材料等行業相關的CAE仿真工程技術人員及高校相關專業師生
課程內容
DYNAFORM成形仿真應用
Dynaform 6.0 介紹；
BSE 模塊介紹；
多工步分析；
厚板成形分析。
講師介紹
黃曉忠，ETA DYNAFORM與PreSys技術支持具有十年以上LS-DYNA仿真分析經驗，在成形、跌落、模態分析、本構二次開發、GUI開發等領域具有濃厚興趣與專長。
報名方式
點擊鏈接報名：https://www.yqgqt.org.cn/live/10546
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展開 應用LS-DYNA進行薄板成形仿真
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真
利用LS-DYNA進行成形仿真的輸入控制參數.pdf
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.pdf
【分享】應用LS-DYNA進行薄板成形仿真高級培訓
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.part2.rar
應用LS-DYNA進行薄板成形仿真.part1.rar
熱仿真和熱特性優化 在汽車LED車燈上的應用
LED的光熱模型對于芯片的熱仿真意義重大。
本方案如圖所示，熱瞬態測試儀T3Ster能夠對LED的光熱效應進行同時跟蹤；利用T3Ster主機可以實現LED熱阻模型的實驗，實驗結果可直接產生FloEFD仿真中所需的模型；同時配合Teral LED儀器，可以用積分球邊熱測試邊檢測LED光通量，實現了光熱一體化檢測方案，為使用者實現流明要求，且符合熱學要求，降低設計余量，進行高精度設計，提供一個有力工具。
3.高精度輻射計算模型
相比離散傳遞、離散坐標模型，高精度的蒙特卡洛模型在車燈系統中有著廣泛的應用。車燈中的外透鏡、內透鏡等透明材料具有良好的透光性與一定的吸收特性，
FloEFD軟件在仿真計算中能夠考慮透明件固體吸收的特性；蒙特卡羅計算模型能較好地解決吸收，聚焦等系列問題，用戶可根據精度要求設定離散條帶個數和跟蹤射線個數；這種方法在LED,鹵素燈輻射效果，透明件溫度精確預報，太陽輻射問題高效預報等方面都發揮了很大作用。
二、PCB的設計與優化
PCB在前大燈模組與控制單元，以及LED尾燈當中具有廣泛的應用，PCB對產品的成本有著關鍵的影響，因此提高設計精度，減少設計冗余則十分重要。
FloTHERM軟件和FloEFD軟件都可以對PCB做精細熱仿真，特別是FloTHERM軟件中可以綜合布線，過孔和各層特性來實現PCB和元器件的精細仿真。
展開 汽車沖壓件的熱沖壓成形與冷沖壓成形的區別
沖壓件的成形有冷沖壓成形技術，還有熱沖壓成形技術。那么沖壓件的冷沖壓成形與熱沖壓成形有什么不同呢？沖壓件廠家--滄州惠豐汽車配件有限公司來為你介紹過。
熱沖壓成形是汽車沖壓件制造領域內的較為選進的技術，是國際上近幾年來出現的一項專門用于成形超高強度鋼板沖壓件的先進制造技術。熱沖壓成形中所使用的鋼板是一種特殊的硼合金鋼板，這種鋼板不同于傳統的冷成形超高強度鋼。
現在應用比較廣泛的雙相鋼、復相鋼等冷成形高強度鋼板一般是在常溫下通過冷沖壓的方法成形，成形前后零件的顯微組織和機械強度基本不發生改變；而熱沖壓成形中所使用的鋼板在常溫下強度不很高，抗拉強度僅有400-600MPA，具有良好的塑性與可成形性。它是通過熱沖壓成形工藝進行成形和淬火后，零件的顯微組織由原來的鐵素體和珠光體轉變成均勻的馬氏體，抗拉強度可以達到1500MPA以上，硬度可以達到50HRC，而且基本沒有回彈，具有很高的尺寸精度。
熱沖壓成形在鋼板中添加了硼，其目的在于提高鋼板的淬火性能，使用板料的組織轉變順利進行。此外，為了提高材料的強度以及其它力學性能，還添加了Ti、Cr、Mo、Cu、Ni等多種合金微量元素。
展開 【6月27日-30日 南京】ANSYS Icepak電子設備熱設計熱仿真高級工程應用專題
一、給方法解決以下關鍵問題：
1、仿真分析結果主要在于經驗積累，12年以上工程應用專家帶你答疑解惑
2、有效掌握Icepak工程應用技巧+實操模型訓練
3、所有實例緊緊Icepak工程應用為核心目標，進行實操模擬訓練
二、14個實例模型貼近工程實戰操作：
案例01：機箱冷卻仿真計算案例
案例02：LED自然冷卻計算
案例03：Icepak自建模案例案例
案例04：導入外部CAD模型
案例05：導入外部EAD模型案例
案例06：風冷機箱網格劃分
案例07：液冷冷板網格劃分案例
案例08：熱管網格劃分
案例09：外太空環境熱仿真計算案例
案例10：PCB板散熱仿真計算
案例11：Icepak-Mechanical熱-結構耦合計算案例
案例12：Icepak機箱散熱優化設計
案例13：風機仿真計算案例
案例14：電動汽車電池包熱流計算
三、與同行差異化、效果保證：
1、實戰：專注CAE仿真計算12年，有自己的超算中心，積累了大量的項目工程案例
2、原理：帶領學員訓練實操過程中，注重步驟和設置原理
3、系統：7600+學員反饋、工程實例更新與精選，形成系統的版權知識體系
4、響應：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果：所有學員提供高配筆記本、工程模型、電子資料、操作軟件 操作反饋與指導
四、增值服務
持本人學生證或教師證享有9折優惠；一個單位同時報名2人享有9折優惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優惠。
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