数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法技术

本发明专利技术提供了一种数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，包括：对金属试样进行预应变处理，记录试样应变场变化；将预应变后的金属试样按照一定温度曲线进行烘烤处理；测试获得全面的原始状态板材力学性能和预应变烘烤处理后的板材性能数据，并进行对比分析获得二者力学性能参数和材料模型；基于预应变烘烤硬化前后的材料级力学性能和材料模型，根据服役要求，对原始状态零件以及经过预应变烘烤处理后零件进行仿真验证，对比材料性能变化对结构性能的影响；根据仿真结果以及设计要求，确定金属板厚度、强度级别以及制造工艺参数；使用仿真所确定的尺寸的低强度牌号板材进行零件冷冲压成形，轧至预定应变，整体烘烤硬化，并进行性能实验验证。性能实验验证。性能实验验证。

【技术实现步骤摘要】
数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法


[0001]本专利技术涉及低成本金属结构成形优化
，具体地，涉及数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，更为具体地，涉及一种考虑成形及烘烤工艺对零件服役性能影响的金属板选材用材优化设计方法。

技术介绍

[0002]薄壁件作为一种典型轻量化结构，已被广泛应用于车辆运载，航空航天等领域。对于薄壁结构而言，如何以更少的材料使用、更低的能源消耗满足更强的机械性能要求是轻量化结构设计的目标，也同样是提高材料利用率，节约资源，实现碳中和的重要选项。目前的薄壁结构设计制造过程中往往只考虑金属板材初始的力学性能，忽略了制造工艺对于金属材料的重要影响，因此难以在构件设计初期就整体考虑最终制造零件的性能要求，从而无法实现金属板选材用材的优化设计。以车身结构制造为例，许多薄壁零件需要通过冲压成形、焊接、装配后进行烤漆工艺(烘烤工艺)，在整个制造过程中初始金属板材的力学性能在经历一系列制造过程(预变形、热处理)后其性能已经发生了巨大变化，而实际零件的性能又强烈依赖于制造过程的工艺参数，因此现有的采用材料初始性能的零件设计方法难以实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，其特征在于，包括：步骤S1：对金属试样进行预应变处理，使金属试样产生预定的预应变，并记录试样应变场变化；步骤S2：将预应变后的金属试样按照一定温度曲线进行烘烤处理；步骤S3：测试获得全面的原始状态板材力学性能和预应变烘烤处理后的板材性能数据，并进行对比分析，分别获得二者力学性能参数和材料模型；步骤S4：基于预应变烘烤硬化前后的材料级力学性能和材料模型，根据服役要求，对原始状态零件以及经过预应变烘烤处理后零件进行仿真验证，对比材料性能变化对结构性能的影响；步骤S5：根据仿真结果以及设计要求，确定金属板厚度、强度级别以及制造工艺参数；步骤S6：使用仿真所确定的尺寸的低强度牌号板材进行零件冷冲压成形，轧至预定应变，整体烘烤硬化，并进行性能实验验证。2.根据权利要求1所述的数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，其特征在于，在冲压和烘烤过程中，调整包括板材应力状态、板材累计损伤、板材应变状态、烘烤温度以及烘烤时间变量的参数。3.根据权利要求1所述的数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，其特征在于，选择预应变和烘烤处理参数作为提升板材力学性能的设计变量；选择零件厚度以及零件力学性能为结构轻量化的设计变量。4.根据权利要求1所述的数据驱动的金属薄壁零件性能优化方法，其特征在于，所述步骤S1采用：对金属试样进行塑性变形力学性能测试和断裂强度性...

【专利技术属性】
技术研发人员：何霁，江晟达，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：