DEFORM实验报告镦粗与挤压

铜陵学院课程实验报告
实验名称圆柱体压缩过程模拟
实验课程材料成型计算机模拟
实验一圆柱体压缩过程模拟
1实验目的与内容
1.1 实验目的
进一步熟悉 AUTOCAD或 PRO/E实体三维造型方法与技艺，掌握 DEFORM软件的前处理、后处理的操作方法与技能，学会运用 DEFORM软件分析压缩变形的变形力学问题。

1.2实验内容
运用 DEFORM模拟如图 1 所示的圆柱坯压缩过程。

锤头
工件
砧板
图 1圆柱体压缩过程模拟
（一）压缩条件与参数
锤头与砧板：尺寸200×200×20mm，材质 DIN-D5-1U,COLD，温度室温。

工件：材质 DIN_CuZn40Pb2，尺寸如表 1 所示，温度室温。

表 1实验参数
序号圆柱体直径，圆柱体高度，摩擦系数，滑锤头运动速
压缩程度， % mm mm动摩擦度， mm/s
11001500120
21001500.2120
31002500120
41002500.2120
（二）实验要求
（1）运用 AUTOCAD或 PRO/e绘制各模具部件及棒料的三维造型，以 stl 格式输出；
（2）设计模拟控制参数；
（3）DEFORM前处理与运算（参考指导书）；
（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴
对称剖分观察圆柱体内部应力、应变及损伤值分布状态；
（5）比较方案 1 与 2、3 与 4、1 与 3 和 2 与 4 的模拟结果，找出圆柱体变
形后的形状差别，说明原因；
（6）提交分析报告（纸质和电子版）、模拟数据文件、日志文件。

2实验过程
2.1 工模具及工件的三维造型
根据给定的几何尺寸，运用 AUTOCAD 或 PRO/E 分别绘制坯料、锤头和砧板的几何实体，文件名称分别为 workpiece， topdie，bottomdie，输出 STL 格式。

2.2 压缩过程模拟
2.2.1 前处理
建立新问题：程序DEFORM6.1 Name 栏中填写“ Forging”Finish File New Problem
进入前处理界面。

Next在Problem
设置模拟控制：点击工具栏中Simulation Controls 按钮Main按钮。

在Simulation Title 一栏中填入 Forging。

在 Operation Name 一栏中填入 deform。

在Units 栏中选中 SI。

在 Mode 一栏中只选 Deformation。

添加对象：点击 +按钮添加对象，依次为“ Workpiece”、“Top Die”、“ Bottom Die”。

定义对象的材料模型：在对象树上选择Workpiece 点击 General 按钮选中 Plastic 选项点击 Assign Temperature按钮填入温度为20点击 OK 按钮；选择 Top Die点击 General 按钮选中 Rigid 选项点击 Assign Temperature按钮填入温度为 20 点击 OK 按钮勾选 Primary Die 选项如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选 Primary Die 选项）。

导入毛坯几何文件：分别选中Workpiece、Top Die、Bottom Die ，在操作窗口中单击 Geometry按钮Import Geo 按钮，导入在 CAD 中事先画好的造型文件。

调整对象位置关系：在工具栏点击 Object Positioning 按钮进入对象位置关系调整对话框根据锻压要求及实体造型调整相互位置关系点击 OK 按钮完成。

实体网格化：在对象树上选择Workpiece 点击 Mesh选择 Detailed Settings 的 General 选项卡点击 Absolute， Size Ratio 改为 3， Element Size 选Min Element Size，设为 3点击 Surface Mesh ，生成表面网格点击 Solid Mesh 生成实体网络。

设置对象材料属性：在对象树上选择 Workpiece点击 Material 点击 other 选择 DIN-CuZn40Pb2[1050-1400F(550-750C)]点击 Load 完成材料属性的添加。

设置主动工具运行速度：选择Top Die点击 Movement在 type 栏上选中Speed选项在 Direction 选中主动工具运行，如-Z在 speed卡上选中 Define 选项，其性质选为 Constant，填入速度值为 1mm/s。

设置坯料边界条件：选中物体Workpiece 单击 d 按钮选中Symmetry plane图标然后分别选中坯料的对称面单击添加按钮。

工件体积补偿：选择 Workpiece 点击 Property在 Target Volume 卡上选中Active in FEM+meshing 选项点击 Calculate Volume 按钮点击 Yes 按钮。

设置模拟参数：点击工具栏中 Simulation Controls 按钮点击 Step按钮在
Number of Simulation Steps 栏中填入模拟步数为30Step Increment to Save栏中填入每隔 2 步就保存模拟信息在With Die Displacement栏中选Constant，填入1点击 OK 按钮完成模拟设置。

边界条件定义：点击Inter-Object 按钮在对话框上选择Workpiece— Top Die 点击 Edit 按钮点击Deformation卡Friction栏上选中Shear和Constant选项，填入摩擦系数为0点击Close按钮如此重复，依次设置其它接触关系
点击 Generate all按钮点击Tolerance按钮点击OK按钮完成边界条件设置。

保存 k 文件：选择 Workpiece点击Save按钮点击保存按钮保存工件的前处理信息重复操作，依次保存各工模具的信息。

2.2.2 生成库文件
路径在工具栏上点击 Database generation按钮
填入数据库文件名为forging点击
在 Type 栏选中 New 选项选择
Check 按钮没有错误信息则点击
Generate按钮完成模拟数据库的生成。

2.2.3 退出前处理程序
在工具栏上点击 Exit 按钮，退出前处理程序界面。

2.2.4 模拟运算
在主控程序界面上，单击项目栏中的forging.DB 文件单击Run按钮，进入运算对话框单击 Start 按钮开始运算单击 Stop 按钮停止运算单击Summary，Preview，Message， Log 按钮可以观察模拟运算情况。

2.2.5 重复操作
按表格 1 所列的另外三种情况，改变摩擦系数跟坯料高度再做三次模拟操作。

2.3 后处理
模拟运算结束后，在主控界面上单击forging.DB文件在 Post Processor栏中单击 DEFORM-3D Post 按钮，进入后处理界面。

1）观察变形过程：点击播放按钮查看成型过程；
方案一变形过程
方案二变形过程
方案三变形过程方案四变形过程
2）观察最大应力分布：在状态变量的下拉菜单中选择 Stress–Max principal ，点击播放按钮查看成型过程中最大应力分布及其变化情况；
3）观察最大应变分布：在状态变量的下拉菜单中选择 Strain –Total- Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应变分布及其变化情况；
4）观察破坏系数分布：在状态变量的下拉菜单中选择 Damage，点击播放按钮查看成型过程中可能产生破坏的情况；
5）成型过程载荷：点击 Load Stroke 按钮，生成变形工具加载曲线图，保存
图形文件为 load.png，并保存图表的数据；
6）点跟踪分析：点击 Point Tracking 按钮，根据上图点的位置，在工件上依次点击生成跟踪点，点击 Save按钮，生成跟踪信息，观察跟踪点的最大应
力、最大应变、破坏系数，保存相应的曲线图。

3实验结果与分析
3.1 观察最大应力分布
图 4 方案二（高度150；摩擦系数0.2）图 3 方案一（高度150；摩擦系数0）
1）比较图 2 和图 3 的颜色分布并在每个区域随机图用6鼠方标案点四击（一高度些点250查看；摩最擦系数
0.2）图 5 方案三（高度250；摩擦系数0）
大应力值，可以看出：
①摩擦系数为 0 时，坯料各部分应力分布较均匀，处于三向压应力状态，为
均匀变形。

②摩擦系数为 0.2 时，坯料各部分应力分布不均匀：圆柱体端部的接触面附
近处于强烈的三向压应力状态；在与垂直作用力轴线呈45°交角的区域也处于
三向压应力状态，但应力值较前者较小；在与垂直作用力轴线呈 45°交角的区域径
向向外的区域里，最大应力逐渐由压应力变为拉应力，该区域为二压一拉应
力状态。

该坯料的变形为不均匀变形。

原因：镦粗时，由于受到接触表面摩擦力的影响，会使接触表面附近的金属变
形受阻。

而接触表面摩擦力的影响，沿径向由侧边向中心逐渐增强，沿高度方向
由端面向中心逐渐减弱，故产生不均匀变形。

为了保持物体完整性，会出现附加
应力，从而改变物体的应力状态。

2）比较图 4 和图 5，其与图 2 和图 3 应力分布情况相似。

再比较图 2 和图 4，
可以看出：不同高度，在相同压下量下，应力分布同样较均匀，但最大应力的大小
有所差异。

最后比较图 3 和图 5 可以看出：不同高度，在相同压下量下，不均匀变
形所对应的各个区域的体积跟最大应力大小都有所差异。

综上，高度对均匀变形和
不均匀变形的应力状态同样有影响。

3.2 观察最大应变分布
图 7 方案一（高度150；摩擦系数0）图8方案二（高度150；摩擦系数0.2）
1）比较图 6 和图 7 的颜色分布并在每个区域随机用鼠标点击一些点查看最
大应变值，可以看出：
①摩擦系数为 0 时，坯料各部分应变分布较均匀，为均匀变形。

由于坯料在
轴向上的为压缩变形且变形量为 0.2，根据体积不变定律并参照图中最大应力值，可
知该坯料在径向和周向均为拉伸变形，所以该坯料处于一向压缩两相拉伸应变状态。

观察变形前后的坯料形状，还可以发现其形状在变形前后相似，这点符合均匀变
形的特点。

②摩擦系数为 0.2 时，坯料各部分应变分布不均匀：位于圆柱体端部接触面
附近，由于受接触面摩擦影响较大，且远离与垂直作用力轴线呈大致45°交角的最有利滑移区域，在此区域内产生塑性变形较为困难，为难变形区；处于与垂直作用力大致为45°交角的最有利变形区域，且受摩擦影响较小，因此在此区
域内最易发生塑性变形，为易变形区。

处于易变形区四周的区域，其变形量介于
难变形区与易变形区之间，为自由变形区。

观察变形前后的坯料形状，便可以发
现其形状在变形后呈单鼓形，这正是由于不均匀变形。

2）比较图 8 和图 9，其与图 6 和图 7 应变分布情况相似。

再比较图 6 和图 8，可以看出：不同高度，在相同压下量下，应变分布同样较均匀，但最大应变的大小
有所差异。

最后比较图 7 和图 9 可以看出：不同高度，在相同压下量下，不均匀变
形所对应的各个区域的体积跟最大应变大小都有所差异。

综上，高度对均匀变形和
不均匀变形的应变状态同样有影响。

3.3 观察破坏系数分布
图 13 方案三（高度250；摩擦系数0）图14方案四（高度250；摩擦系数0.2）
由上面四幅图可以看出，破坏系数均为 0。

说明在此镦粗过程中，晶格畸变不
是很严重，坯料不容易被破坏。

①坯料无摩擦，即均匀变形时，其对坯料的破坏很
小；②坯料有摩擦时，即不均匀变形时，圆柱体侧面周向承受附加拉应力，但是由
于变形程度不大，所以对坯料的破坏也很小。

3.4 成型过程载荷分析
将上面四个图中的数据提取出来，列于下表：
表 2 四种方案成型过程载荷
载荷（ N）
方案一方案二方案三方案四时间（ s）
00000
1383522392446.3229481232717.1
2388686.8397540.7231318.1234448.1
3393951403011.2233183.1236357.3
4399324.4408595.9235073.3238290.5
5404807.1414309.4236986.4240247.8
6410405.3420131.9238923.6242229.6
7416118.2426077.8240884.4244236.2
8421952.1432150.3242869.6246266.9
9427909.5438353.3244879.5248324.3
10433994 444705.1 246914.7 250407.6 11440209.2 451182.1 248975.2 252517.4 12446558.8 457800.9 251061.7 254654.1 13 453045.8 464566.3253174256818.1 14459676 471482.8 255313.6 259009.7 15466454.6 478537.9 257480.4 261229.9 16473381.7485769.2259675263478.8 17480466.3493166261897.7265756.9 18487709 500733.2 264149.1 268064.4 19495118.9508476 266429.6 270402.3 20502697.1 516399.7 268739.8 272770.2 21510452 524504.3 271080.7 275170.1 22518387.2532807.3273451.7277602 23526507.6541328.6275853.8280067 24534821.7550036.6278287.9282564.4 25543333.8558956280754.3285094.7 26552051.3568073.2283253.7287659.6 27560980 577430.6 285786.4 290259.3 28570126.8 587046.4 288353.8 292894.5 29579500.3596863.9290955.3295565 30589105.4606945.9293592.7298272.9 31296265.9301018.3 32298975.9303801.8 33301722.8306624 34304508.6309485.6 35307332.6312387.2 36310195.6315330.2 37313099.2318314.3 38316043.9321341.7 39319030.3324411.3 40322059.3327526 41325131.9330686 42328247.9333890.8 43331409.8337143.6 44334617.2340444.3 45337871.1343793.5 46341173.3347192.7 47344523.8350646.5 48347923.7354145.3 49351374.7357699.3 50354876.1361305.9
1)比较图 18 中每条线段可以看出：在开始较短时间内载荷呈线性增大，该段时间内的变形为弹性变形，载荷迅速增加，变形很小；在后面的所有时间内载荷呈非线性增长，该时间内的变形主要为塑性变形，变形较大，载荷增长较弹性变形慢。

弹性变形阶段，载荷上升的主要原因是原子间相互作用力；塑性变形阶段，载荷上升的主要原因是加工硬化。

2)比较方案一和方案二对应的曲线可以看出：方案二接触表面有摩擦力即产生不均匀的坯料，塑性变形阶段的载荷曲线高于方案一接触表面无摩擦即产生均
匀变形的坯料。

这是由于不均匀变形产生的附加应力，使金属的塑性降低，变形抗力升高。

3)比较方案三和方案四对应的曲线，其与方案一和方案二的情况相似。

只
是载荷大小有所差异。

4)比较方案一和方案三对应的曲线可以看出：相同压下量，均无摩擦的这两
种情况，高度为 150 的载荷曲线比高度为250 的载荷曲线高很多。

比较方案二和方案四对应的曲线可以看出：相同压下量，摩擦系数相同的这两种情况，高度为150 的载荷曲线比高度为250 的载荷曲线高很多。

3.5 点跟踪分析
图 20（a）方案一跟踪点分布图20（b）方案一跟踪点最大应力分布
图 20（ c）方案一跟踪点最大应变分布图21（a）方案二跟踪点分布图 21（ b）方案二跟踪点最大应力分布图21（c）方案二跟踪点最大应变分布
1）观察方案一和方案三各跟踪点在变形过程中最大应力和最大应变观察图 19（ b）和图 21（b），可以看出：在前面极短时间内，为弹性变形，应力呈线性变化；后面的时间内，主要为塑性变形，呈非线性变化。

除表面几个点外，坯料其他各点均为三向压应力状态，且应力分布较均匀。

观察图 19（ c）和图 21（c）,可以看出：在变形过程中，所有点的最大应变
呈线性增长，且应变大小也基本相同，这正符合均匀变形过程的特点。

2）观察方案二和方案四各跟踪点在变形过程中最大应力和最大应变
观察图20（b）和图22（b），可以看出：在变形过程中，应力分布不均匀，且变化幅度较大。

这是因为这两情况的变形为不均匀变形，产生大量附加应力，而
这些附加应力的分布也是不均匀的，所以就出现了图示情况。

观察图 20（ c）和图 22（c），可以看出：在变形过程中，应变总体是呈上
升趋势的，但是由于不均匀变形，所以各点处的应变大小不同。

4实验小结
本实验通过 CAD 和 DEFORM 对镦粗过程进行了模拟，经过无摩擦镦粗和
有摩擦镦粗之间的对比分析，验证了均匀变形和不均匀变形的变形特点。

把书本的知识应用到模拟当中，使我对课本的知识有了更进一步的理解。

通过这次实验，培养了我运用书本知识解决实际问题的能力。

通过老师的讲解和 PDF 的学习，初步运用了 DEFORM 进行简易的应用，通
过镦粗的前处理和求解以及后处理，对 DEFORM 有了一个全面的认识，虽然只是材料成型方面的应用，没有涉及到热处理的学习，但感觉 DEFORM 很强大，
把 AUTOCAD 与 DEFORM 联系在一起能使自己的学习更加全面。

DEFORM 能够帮助我们设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成
本。

提高了工模具设计效率，降低生产和材料成本。

缩短了产品的研究开发周期。

同时我也学会了使用 DEFORM-3D 进行简单的材料成型模拟，分析成型过程中
工件的应力、应变、破坏系数及挤压工具载荷的变化。

通过DEFORM 软件的学习，为以后工作提供了一种非常实用的试验方法，也有助于现在对本专业的技术研究。

铜陵学院课程实验报告
实验名称棒材热挤压过程模拟
实验课程材料成型计算机模拟
指导教师张金标.专业班级09 材控（1）.姓名马文军.学号0910121049.
2012年 04月 23日
实验二 棒材热挤压过程模拟
1 实验目的与内容
1.1 实验目的
进一步熟悉 DEFORM 软件前处理、后处理的操作方法，掌握热力耦合数值模拟的模拟操作。

深入理解并掌握 DEFORM 软件分析热挤压的塑性变形力学问题。

1.2 实验内容
运用 DEFORM 模拟如图 2 所示的黄铜 ( DIN_CuZn40Pb2) 棒挤压过程（已知：
坯料 98 60mm ）
5
4
4
1
1
4
6
2
1
挤压垫
挤压垫
挤压筒
挤压筒
挤压模
挤压模
图 1
棒材挤压示意图
（一）挤压条件与参数
挤压工具：尺寸如图所示 ，材质 DIN-D5-1U , COLD ，温度 3500。

工艺参数：挤压速度 10mm/s ， 摩擦系数 0.1。

（二）实验要求
（ 1）运用 AUTOCAD或 PRO/e 绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl 格式（二）实验要求
（1）运用 AUTOCAD 或 PRO/e 绘制各模具部件及棒料的三维造型，以 stl 格式输出；
（2）设计模拟控制参数；
（3）DEFORM 前处理与运算；
（4）DEFORM 后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴对
称剖分观察圆柱体内部应力、应变及损伤值分布状态；
（5）运用 DEFORM 后处理 Flow Net（流动栅格）功能观察金属流动的不均匀性，说明原因；
（6）提交分析报告（纸质和电子版）、模拟数据文件、日志文件。

2实验过程
2.1 挤压工模具及工件的三维造型
根据给定的几何尺寸，并从书中查得工作带长度为10mm，入口圆角半径为4mm，模子厚度为70mm，挤压垫外径为99mm，挤压垫厚度为20mm，运用AUTOCAD 或 PRO/E 分别绘制坯料、挤压模、挤压垫、挤压筒的几何实体，文
件名称分别为 extrusion workpiece，extrusion die，extrusion dummy block，extrusion chamber。

输出 STL 格式。

2.2 挤压模拟
2.2.1 前处理
建立新问题：程序DEFORM6.1 File New Problem Next Name 栏中填写“ stick extrusion”Finish进入前前处理界面。

单位制度选择：点击Simulation Control 按钮Main 按钮在中 SI（国际标准单位制度）。

在 Problem Units 栏中选
添加对象：点击 +按钮添加对象，依次为“workpiece”、“ top die”、“bottom die”和“object 4”，在 Object Name 栏中填入 extrusion workpiece 点击 Change按钮单击 Geometry 按钮 Import Geo 按钮，选择 extrusion workpiece.stl 实体文件打开；重复操作，依次添加 extrusion die， extrusion dummy block， extrusion chamber。

定义对象的材料模型：在对象树上选择extrusion workpiece点击General
按钮选中 Plastic 选项点击Assign Temperature按钮填入温度为630点击OK 按钮在对象树上选择extrusion dummy block点击General按钮选中Rigid 选项点击Assign Temperature按钮填入温度为350点击OK按钮勾
选 Primary Die 选项如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选Primary Die 选项）。

调整对象位置关系：在工具栏点击 Object Positioning 按钮进入对象位置关系
调整对话框根据挤压要求及实体造型调整相互位置关系点击OK按钮完成。

模拟控制设置：点击 Simulation Control 按钮Main 按钮在Simulation Title 栏中填入“stick extrusion”在Operation Title栏中填入“deform heat transfer”
勾选“ Heat transfer”和“ Deformation”选项点击Step按钮在Number of Simulation Steps 栏中填入模拟步数为100 Step Increment to Save栏中填入 10
在 Primary Die 栏中选择 extrusion dummy block在With Constant Time Increment 栏中填入时间步长为0.05点击OK按钮完成模拟设置。

实体网格化：在对象树上选择Workpiece点击Mesh选择Detailed Settings 的 General 选项卡点击Absolute，Size Ratio改为2，Element Size选Min Element Size，设为 2点击Surface Mesh，生成表面网格点击Solid Mesh 生成实体网络。

设置对象材料属性：在对象树上选择extrusion workpiece点击 Material点击 other选择DIN-CuZn40Pb2[1020-1740F(550-950C)]点击Load完成材料属性的添加。

设置主动工具运行速度：在对象树上选择extrusion dummy block点击Movement 点击 Movement 在 type 栏上选中 Speed选项在 Direction 选中主动工具运行，如 -Y 在 speed 卡上选中 Define 选项，其性质选为 Constant，填
入数度值，如 10mm/s；
设置坯料边界条件：选中物体Workpiece单击d 按钮选中Symmetry plane图标然后分别选中坯料的对称面单击添加按钮。

工件体积补偿：在对象树上选择 Workpiece点击Property在Target Volume 卡上选中 Active in FEM+meshing 选项点击Calculate Volume按钮点击Yes 按钮。

边界条件定义：在工具栏上点击 Inter-Object 按钮在对话框上选择extrusion workpiece— extrusion dummy block点击Edit 按钮点击Deformation 卡Friction 栏上选中 Shear和 Constant选项，填入摩擦系数为 0.1点击Thermal
选中 Constant 选项，填入传热系数或选择传热类型如Forming点击Close按钮如此重复，依次设置其它接触关系点击Generate all 按钮点击Tolerance 按钮点击OK按钮完成边界条件设置。

保存 k 文件：在对象树上选择extrusion workpiece点击Save按钮点击保存按钮保存工件的前处理信息重复操作，依次保存各工模具的信息。

2.2.2 生成库文件
在工具栏上点击 Database generation按钮在Type栏选中New选项选择路径（英文）填入数据库文件名（英文），如 stick extrusion点击Check按钮没有错误信息则点击Generate按钮完成模拟数据库的生成。

2.2.3 退出前处理程序
在工具栏上点击 Exit 按钮，退出前处理程序界面。

2.2.4 模拟运算
在主控程序界面上，单击项目栏中的 stick extrusion.DB 文件单击Run按钮，
进入运算对话框单击Start 按钮开始运算单击Stop 按钮停止运算单击Summary，Preview，Message， Log 按钮可以观察模拟运算情况。

2.3 后处理
模拟运算结束后，在主控界面上单击 stick extrusion.DB 文件在 Post Processor 栏中单击 DEFORM-3D Post 按钮，进入后处理界面。

（ 1）观察变形过程：点击播放按钮查看成型过程，如图2；
图 2 挤压变形过程
（2）观察温度变化：在状态变量的下拉菜单中选择Temperature，点击播放按钮查看成型过程中温度变化情况；
（3）观察最大应力分布：在状态变量的下拉菜单中选择Stress–Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应力分布及其变化情况；
（4）观察最大应变分布：在状态变量的下拉菜单中选择Strain –Total- Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应变分布及其变化情况；
（5）观察破坏系数分布：在状态变量的下拉菜单中选择Damage，点击播放按钮查看成型过程中可能产生破坏的情况；
（6）成型过程载荷：点击Load Stroke 按钮，生成变形工具加载曲线图，保
存图形文件为 load.png；
（7）点跟踪分析：点击Point Tracking 按钮，根据上图点的位置，在工件上依次点击生成跟踪点，点击Save 按钮，生成跟踪信息，观察跟踪点的最大应力、最大应变、温度、破坏系数，保存相应的曲线图。

（8）流动网格分析：点击 Flow Net 按钮，在对话框中分别选择Starting step 和 Ending step的数值，点击 Next，选择 Surface net，点击 Next，选中 Parallel，点击 Next，确定起点平面、终点平面，输入方向矢量和分割面的数量，点击 Next，点击 Finish，生成金属流动网格数据，点击播放按钮查看流动格变化情况。

3实验结果与分析
3.1 观察温度变化
图 3 挤压终了温度分布
从图 3 可以看出：远离挤压垫的一端温度最高，而与挤压垫相接触的一端温度最低，这主要是由于在整个挤压过程中与挤压垫接触的一端存在着热交换，使温度降低，不接触的一端在整个过程中金属流动较激烈，并且由于散热不好且挤压时间较短，温度比与挤压模相接触端高且变化不大。

同时，中心部位温度分布较均匀而且具有较高温度值，这是因为在整个挤压过程中坯料中心不与挤压模具和空气相接触，热量散失与热传递都很小。

3.2 观察最大应力分布
图 4 挤压终了最大应力分布
从图 4 可以清晰地看出：中间部位应力分布较均匀，且数值较大，为三向压应力状态，从中还可以看出挤压过程中应力最大的位置出现在工件刚刚进入挤压
模的位置，因为在此处由于工件的直径急剧变化，金属流动的阻力最大，不均匀变形也最大，在此处将产生较大的附加应力。

在挤压筒与坯料的接触部位附加应力和应力影响都较小。

3.3 观察最大应变分布
图 5 挤压终了最大应变分布
从图 5 可以清晰的看出：在整个挤压过程中应变最大的位置出现在工件刚刚进入挤压模的位置，此时工件部的主变形量最大，也即应变最大。

中间位置应变其次，中心内部位应变较小，两端应变最小。

3.4 观察破坏系数分布
图 6 挤压终了破坏系数分布
从图 6 中可以很清晰的看出：已挤压坯料的表面破坏系数较大，已挤压坯料的中心和挤压筒内的坯料破坏系数都较低。

这是由于挤压过程中挤压筒壁和挤压模壁接触摩擦力的影响，使边部金属流动滞后于中心部金属，造成了边部受压，
中心受压的附加应力分布，表面在附加拉应力作用下易产生周期裂纹，所以坯料表面的破坏系数较大。

3.5 成型过程载荷分布
图 7 成型过程载荷分布
从图 7 可以看出：整个挤压过程的成型载荷总体上是沿直线逐渐增加的，因为随着挤压过程的进行，工件和挤压模的接触面积越来越多，所以受挤压模具的摩擦力就会逐渐增大。

同时由于还会受到金属内部原子的相互作用力，随着挤压过程的进行金属流动越来越困难，要求的挤压力也越大。

图形中出现的很小的起伏，主要是因为在挤压过程中DEFORM-3D成型软件进行了网络的重划分，产生了均匀应变，挤压力小幅度降低挤。

压力总体上呈上升趋势。

3.6 点跟踪分析
图 8 跟踪点分布图9跟踪点温度分布图 10 跟踪点最大应力分布图11跟踪点最大应变分布
图 12 跟踪点破坏系数分布
1)从图 9 可以看出：所选的每个点的温度分布整体上是呈小幅度的下降趋势（本次试验挤压过程很短且工件与外界的热传递几乎没有，所以个点的温度几乎保持不变），主要在模拟成型过程中存在工件和工具以及外界的热交换、热量损失，所以温度会有所下降但幅度很小，因为在热传递和热量散失的过程中接触摩擦会产生热量，所以跟踪点的温度降幅很小。

2)从图 10 可以看出：应力分布不均匀，且变化幅度较大，因为在挤压过程
中工件的某些部位有很大的不均匀变形，同时附带了大量的附加应力，而附加应力在整个工件上的分布也是不均匀的，所以也就出现了如图所示的情况。

3）从图 11 可以看出：应变整体上市呈上升趋势，因为材料的成型过程中每
个质点都产生了小的应变程度，所有质点应变的总和便构成了整个工件的应变，
所以总应变是逐渐增大的。

4）图12 可以看出：破坏系数整体是增大的，因为随着挤压过程的进行工件的应变越来越大，不均匀变形也越严重，同时附加应力也增加，金属内部晶格畸变也是越来越严重，则挤压变形的进行旧越容易破坏，所以工件的破坏系数是逐渐增加的。

3.7 流动网格分析
图 13 金属流动网格。