[发明专利]一种基于梯度性能提高板材成形极限的方法

权利要求书

1.一种基于梯度性能提高板材成形极限的方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）利用有限元分析软件ABAQUS对金属制件成形过程进行模拟，确定板材成形过程中的大变形区域，即板料厚度减薄严重的区域和破裂区；

2）利用感应加热器（4），在金属板材上围绕大变形区域进行感应加热，产生一个温度场，板材力学性能随温度变化而变化，所述大变形区域（3）周围经感应加热到一定温度后，板材获得梯度性能；所述梯度性能体现为板材力学性能随板材与感应线圈的距离变化而改变，越靠近感应线圈，材料的屈服强度越低，塑性越好；加热到指定温度后，移开感应加热器，将板材放入模具进行冲压成形；

步骤1）中所述板材的成形的大变形区域（3），由有限元分析软件ABAQUS对金属制件的成形过程进行模拟后得出，利用有限元分析软件，在变形前的板料上，围绕大变形区域输入一个板材温度梯度场，初始的温度梯度场由经验确定，越接近大变形区域（3），板材的屈服强度增加，反之，板材塑性变好；根据有限元模拟结果调整温度梯度场的大小，调整方式为单向的扩大或减小温度梯度场半径，再次模拟，直到找出能明显缓解板材大变形区域减薄的梯度性能场，根据这个梯度性能场确定感应加热器（4）的尺寸；

步骤2）中感应加热器（4）包括感应线圈（1）和导磁体（2），所述导磁体（2）使用的是硅钢片叠片，呈“凹”字形，装卡在感应线圈（1）上，所述感应加热器（4）使用机械手夹持，放置在板材成形的大变形区域周围；

感应加热温度由板材减薄程度确定，对金属试件进行不同温度下的单拉实验，分析实验数据，记录板材塑性改善的温度区间，结合板材成形时大变形部位的减薄程度，在温度区间内选择合理的加热温度，板材大变形区域中厚度减薄率较大，在25%以上时，加热温度在温度区间内上限附近选择，板材厚度减薄率较小，在15%到25%之间时，加热温度在温度区间的下限附近选择。

2.根据权利要求1所述的一种基于梯度性能提高板材成形极限的方法，其特征在于：单拉实验数据主要包括力位移数据，根据板材力位移曲线显示的信息找出屈服点，当板材屈服点下降为常温下的80%-50%时的温度范围记录为板材塑性改善的温度区间。