【文献】基于DEFORM三维多晶体材料微结构的有限元分析【价值多】
基于DEFORM_3D软件模具方向数值模拟教学应用
- 154 -基于DEFORM-3D软件模具方向数值模拟教学应用李明亮，陆从相，浦 毅（盐城纺织职业技术学院，江苏盐城 224006）【摘 要】针对目前高等职业教育模具专业面临人才培养问题，提出模拟教学方式。
介绍DEFORM-3D软件在教学中的应用，不仅可以节省费用，而且能观察金属流动、应力、应变等情况，能使学生更容易理解，提高教学效果。
【关键词】DEFORM-3D；模具；模拟；教学【中图分类号】G721 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)02-0154-02（一）引言随着科学技术的飞速发展，模具技术在各个领域得到了广泛的应用。
模具制造是一切制造之首，可以说没有模具就没有产品，而模具技术人才的培养是模具工业的当务之急。
培养现代模具技术人才光靠老师在课堂上讲理论是远达不到企业对人才的要求，学校也不可能象企业那样配置设备全而多，投资太大。
为了提高教学效果，增加学生理解与动手能力，同时又节约投资，各个学校一方面走校企联合之路，另一方面在校内利用各种手段建立模拟实验室。
对于高等职业技术院校培养全面发展的技术应用型专门人才，更离不开动手能力的培养，更需要建立模拟实验室来模拟仿真企业里的生产。
模拟实验室可以节省大量人力、物力和时间，在模具方向主要采用数值模拟方法（有限单元法）。
随着计算机的迅速发展,数值模拟已经成为金属成形过程的主要分析方法。
依靠数值模拟不仅可以节省设备的投资、提高工模具设计效率与减少昂贵的现场试验成本，还可以清晰的了解金属的流动规律。
数值模拟技术已经是很多机械、模具类企业的工程师与设计人员的生存手段。
Deform-3D软件是数值模拟中用的最广泛的软件之一，它以强大的分析功能，为用户提供极有价值的工艺分析数据，有关成形过程中的材料和温度流动，这些资料为产品工艺流程的制定与模具使用寿命提高提供了参考。
（二）DEFORM-3D软件简介DEFORM（Design Environment for Forming）软件包括二维有限元分析软件DEFORM-2D和三维有限元分析软件DEFORM-3D，是美国SFTC公司开发出来的，已经在美国、日本、德国等国实际生产和科研中得到大量成功的应用，并得到世界同行的公认。
基于DEFORM的三维多晶体材料微结构的有限元分析的开题报告
基于DEFORM的三维多晶体材料微结构的有限元分析的开题报告1. 研究背景和意义在当今工程领域中，越来越多的新材料被开发出来，其中包括了许多多晶体材料。
多晶体材料由于具有较好的力学性能，因此在许多工程领域得到广泛应用，例如航空航天、汽车、船舶等。
然而，多晶体材料具有复杂的三维微结构，其力学性能的分析和设计具有一定的难度。
有限元方法是一种用于计算结构和材料力学行为的数值方法。
在多晶体材料力学性能的分析和设计中，有限元方法也被广泛应用。
然而，在有限元分析中如何准确地描述三维微结构仍然是一个有待解决的问题。
近年来，基于DEFORM的有限元方法逐渐成为研究多晶体材料微结构的重要工具。
DEFORM是一种用于金属变形加工模拟的集成软件，其有限元分析能力具有较高的精度和可靠性。
通过DEFORM可以对多晶体材料的三维微结构进行建模，从而研究材料的力学性能。
因此，本研究旨在基于DEFORM进行多晶体材料三维微结构的有限元分析研究，以期在多晶体材料的力学性能分析和设计中提供新的解决方案。
2. 研究内容和方法本研究的研究内容主要包括以下两个方面：（1）建立多晶体材料的三维微结构模型本研究采用图片处理软件和有限元建模软件共同建立多晶体材料的三维微结构模型。
首先，利用图片处理软件将多晶体材料的2D显微镜照片转化为3D模型；其次，利用有限元建模软件对其进行处理并得到三维微结构模型。
（2）基于DEFORM进行多晶体材料的有限元分析本研究采用基于DEFORM的有限元方法，对多晶体材料进行有限元分析。
主要包括：建立三维微结构模型和确定边界条件、定义材料模型和材料参数、进行动态和静态力学分析以及讨论分析结果。
3. 预期研究结果通过本研究，预期可以得到以下几点研究结果：（1）建立多晶体材料的三维微结构模型，提供一种可供参考的多晶体材料建模方法；（2）利用基于DEFORM的有限元方法对多晶体材料的力学性能进行分析，探讨微结构对材料力学性能的影响；（3）通过对分析结果的讨论，提出新的解决方案和研究思路，为多晶体材料的力学性能分析和设计提供参考和借鉴。
多晶体材料三维微结构有限元分析的后处理
.
图 3 4 节点单元 Fig. 3 4 - node element 图 2 总的程序流程图 Fig. 2 The overall process flow chart
( 2) 8 节点( 6 面体 ) 单元 , 如图 4, 求 6 面体体积 时可以分为 3 部分, 即 V = VA - A 1 B 1 C1 D1 + VA VA C CDD
15
加以区分了, 算法如图 2.
( z 3- z 1) - ( y 3- y 1) ( z 2- z 1) , B = ( x 3 - x 1 ) ( z 2z 1 ) - ( x 2 - x 1 ) ( z 3 - z 1 ) , C = ( x 2 - x1 ) ( y3 - y 1 ) ( x 3 - x 1 ) ( y 3 - y 1 ) ; 设点 ( x 0 , y 0 , z 0 ) 为底面 ABC 上 A , B 和 C 3 点的算术平均坐标, 则 D = - ( Ax 0 + By 0+ Cz 0 ) , 平面外一点 S ( x , y , z ) 到该面的距离如下. d= | Ax + By + Cz + D | A + B + C
2
元法引入其中 , 并以 ABAQUS 为计算平台, 对短裂纹 / 微孔洞的扩展进行预测. Peter MATIC, Andrew. B 等 人在 细 观 2D 尺 度 上 利 用 元 胞 自 动 机 技 术 在 ABAQUS 中建模并对短裂纹的萌芽、 扩 展及其聚合 效应进行进行模拟 , 研究表明了大范围的破坏组织 可以从简单的模拟结构中获得 . . Marko KOVAC 等 人提出了跨尺度的模型 ( 多晶粒总数的最小尺寸 ) , 对一个压力容器进行了微观应力分布的计算, 从而 在一定程度上预测了整个材料的性能 . 从以上几 个例子来看, 引入有限元的方法, 分析计算微观组织 结构的应力场分布 , 已是复合材料 发展的热点 . 总 之, 本课题所提出的在 ABAQUS 中实现材料微结构 计算的后处理是为了解决针对多晶体材料微观组织 结构 , 细观尺度上应力的分布情况, 从而可以从细、 微观上预测材料的整体性能以及给出材料失效的科 学依据, 比较准确地预测材料的失效问题, 进而给材 料的设计提供理论依据 . 1 2 解决的方法 由软件 ProDesign 生 成的或 经由 软件 MsCopier 重构的材料微结构数据经过 TransMesh 软件的识别、 组装和转换并导入 ABAQUS 后 , 能够依据多晶体材 料微结构组成物的几 何轮廓进行数值计算网 格划 分, 从而得到了二、 三维多晶体基异质性复合材料微 结构的数值计算网格划分. 并对数字材料的边界进 行加载, 设定分析步导出所需要的数据 . 这些数据是 以节点( Node) 为基础输出的, 把大量的数据转化为 以晶粒为基础的形式, 并要实现结果的可视化. 假设所研究的材料的属性是线弹性的、 正交各 向异性的. 材料的模型由 44 个晶粒组成 , 边界和加 载情况如图 1, 模型左端固定, 右端施以均匀的拉力 6E+ 008Pa.
基于DEFORM-3D的Al2024锻造成形模拟
基于DEFORM-3D的Al2024锻造成形模拟冉乙川;崔超;周丽【摘要】利用DEFORM-3D有限元分析软件对Al2024材料进行锻造模拟,分析各变形工艺参数对Al2024材料锻造过程的应变场、损伤场和平均晶粒尺寸的变化规律.结果表明:随着压下量增大,锻件内部的变形不均匀程度加剧,且平均晶粒尺寸逐渐增大;随着温度的增加,最大应变、损伤和平均晶粒尺寸越来越大,从400℃增加到450℃时,最大损伤值有明显增大;当温度达到500℃时,平均晶粒尺寸减小.%The forging process of Al2024 are simulated by DEFORM-3D software.The influence of the deformation parameter on strain field,damage field and average grain size of Al2024 during forging process were analyzed.The results show that with the increase of rolling reduction,the degree of deformation in the forging increases and the average grain size increases gradually.With the increase of temperature,the maximum strain,damage and average grain size become larger and larger,and the maximum damage value increases obviously from 400℃ to450℃.When the temperature reaches 500℃,the average grain size decreases.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】5页(P78-82)【关键词】DEFORM-3D;Al2024;锻造【作者】冉乙川;崔超;周丽【作者单位】沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159;沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159;沈阳理工大学机械工程学院,沈阳 110159【正文语种】中文【中图分类】TP391铝合金由于密度低、比强度高、耐腐蚀强、易导热导电、塑性和加工性能良好、成本低等一系列优点，是航空航天等领域的主要结构材料。
基于DEFORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析
基于DEFORM-3D的微织构刀具切削性能仿真分析徐明刚;张振;马小林;黄文勇【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》【年(卷),期】2016(000)003【摘要】现代摩擦学和仿生学证实，具有一定非光滑形态的高性能的表面织构有更好的抗磨减摩性能。
通过Solidworks对仿生织构PCD刀具进行了三维建模，利用DEFORM-3 D有限元分析软件，对无微织构和有微织构(凹坑、沟槽) PCD 刀具在相同条件下进行了三维切削仿真，结合其切削力、切削温度进行切削性能分析。
结果表明，一定尺寸的凹坑、沟槽微织构可以有效改善刀具在切削过程中的应力分布情况。
然后，采用激光加工方法在刀片的前刀面置入不同微织构，在CA6136车床上进行切削实验。
试验发现：干切削条件下，沟槽型微织构刀具切削铝合金工件的表面质量要优于无织构刀具。
【总页数】4页(P44-47)【作者】徐明刚;张振;马小林;黄文勇【作者单位】北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144;北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144;北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144;北方工业大学机械与材料工程学院，北京100144【正文语种】中文【中图分类】TH166;TG661【相关文献】1.织构化刀具切削性能测试及切削温度仿真分析 [J], 苏永生;李亮;王刚;王建彬2.微织构刀具DEFORM-3D切削性能仿真分析及实验研究 [J], 徐明刚;黄文勇;张振;李旻宣;刘贵珍;赵洁明;葛星3.基于AdvantEdge的表面微织构刀具切削性能仿真研究 [J], ZHANG Yongbo;ZHANG Minliang4.微织构(W,Mo)C基刀具和YG8刀具对钛合金干切削性能的影响 [J], 段晓云;胡忠举;郭世柏;胡涛5.基于微磨削方法的微织构刀具制备与切削性能研究 [J], 梁志强;李蒙招;陈碧冲;周天丰;李世迪;颜培;张素燕;王西彬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
毕业论文-基于DEFORM-3D的切削温度仿真
论文题目：基于DEFORM-3D的刀具切削温度仿真学生姓名：所在院系：所学专业:导师姓名：目录摘要 (1)第一章绪论……………………………………………………错误!未定义书签。
第二章仿真软件介绍 (6)第三章Deform—3D软件简介 (9)3。
1软件模块结构分析 (9)3。
2 前处理器及其设置 (9)3.3 模拟器 (9)3。
4 后处理器 (11)第四章有限元模型的建立 (13)4。
1 切削加工模型 (13)4。
2 切削模型建立 (14)第五章 DEFORM-3D对切削温度的仿真 (17)5。
1刀具和工件的温度场分析 (17)5.2 切削速度对切削温度的影响 (17)5.3切削过程中总体温度分布 (19)5。
4 切削厚度对切削温度的影响 (20)第六章结论 (22)第七章参考文献 (23)摘要在金属切削加工中，切削温度对切削加工过程有着非常重要的意义。
为了更好的研究金属材料的切削加工过程中切削温度的分布，本文以Deform—3D软件为平台,利用有限元方法对45号钢的切削过程中的温度进行了建模与仿真，分别分析了切削过程中刀具和工件的切削温度场分布，以及切削速度变化时对切削温度的影响。
仿真结果表明：刀-屑接触区及工件上的最高温度随切削速度的增加而升高，但工件上温度升高的趋势较平缓；无论切削条件怎么变化,切削温度的最高点总不在刀刃处，而是位于前后刀面上距离刀刃不远的地方；剪切面上各点的温度几乎相同.仿真结果表明,Deform—3D软件所得的仿真结果和理论依据的吻合度较高,说明仿真具有较高的可信度，为生产实践中切削速度的优化选择,刀具及工件材料的选择提供理论依据关键词:Deform-3D，有限元仿真,切削温度AbstractIn the process of metal cutting, the cutting temperature of the cutting process has very important significance. In order to better study the metal material cutting process of cutting temperature distribution，Based on the Deform -3D software as the platform，using the finite element method for45 steel cutting temperature by modeling and simulation，Analysis of the cutting process, the cutting tool and the workpiece cutting temperature field distribution，as well as the cutting speed change on cutting temperature effect.The simulation results show that：the tool-chip contact area and the workpiece on the maximum speed with cutting speed increases, but the workpiece temperature increased more gentle; No matter how the change of cutting temperature cutting conditions，highest point total in the blade，but are located before and after the knife surface distance edge not far place；Shear plane of each point on the temperature is almost the same. The simulation results show that，the Deform - 3D software the simulation results and the theoretical basis of the anastomosis of a higher degree, a description of the simulation has high reliability，Production practice of cutting speed optimization，tool and workpiece material selection and provide a theoretical basisKey word：Deform—3D，Finite element simulation, Cutting temperature第一章绪论金属切削是机械制造中使用最广泛的加工方法，金属切削加工时在机床上利用个切削工具从工件上切除多余材料，从而获得具有一定形状精度、尺寸精度、位置精度和表面质量的机械零件，是机械加工的基本方法。
最新武汉理工大学-deform-3d-实验报告
学生学号实验课成绩学生实验报告书实验课程名称成型模拟分析基础开课学院材料学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级2011-- 2012学年第一学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
附表：实验考核参考内容及标准观测点考核目标成绩组成实验预习1．预习报告2．提问3．对于设计型实验，着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力20%实验过程1．是否按时参加实验2．对实验过程的熟悉程度3．对基本操作的规范程度4．对突发事件的应急处理能力5．实验原始记录的完整程度6．同学之间的团结协作精神着重考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神30%结果分析1．所分析结果是否用原始记录数据2．计算结果是否正确3．实验结果分析是否合理4．对于综合实验，各项内容之间是否有分析、比较与判断等考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神50%实验课程名称材料成型数值模拟实验项目名称利用DEFORM3D模拟镦粗锻造成型实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期2011年11月6日第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）一、实验目的1）了解认识DEFORM-3D软件的窗口界面。
DEFORM有限元分析系统软件及其应用
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DEFORM有限元分析系统软件及其应用
01 引言
03 功能特点
目录
02 基本原理 04 应用实例
05 结论
07 参考内容
目随着科学技术的发展，有限元分析方法已成为工程实践中不可或缺的工具之一。 DEFORM（Finite Element Analysis System）作为一种广泛使用的有限元分 析软件，为各类工程问题提供了高效、精确的解决方案。本次演示将详细介绍 DEFORM有限元分析系统软件的基本原理、功能特点及其在工程实践中的应用， 并展望其未来发展。
8、参与社区和论坛
ANSYS有一个活跃的社区和论坛，用户可以在其中交流经验、解决问题和学习 新技能。通过参与论坛和社区活动，用户可以与其他ANSYS用户互动，分享经 验，并从他们的成功和失败中学习。
9、持续学习和更新
ANSYS是一个不断发展的软件，新的版本和功能不断推出。为了保持竞争力并 充分利用ANSYS的功能，用户应持续学习并更新他们的技能。可以通过参加 ANSYS的培训课程、阅读最新的文献和技术文章、参加专业研讨会等方式进行 学习。
总结：
ANSYS是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域。为了更 有效地使用ANSYS，本次演示介绍了包括基础知识、模块选择、模型优化、材 料行为模拟、高效求解、可视化分析、脚本语言掌握、社区参与以及持续学习 在内的应用技巧。希望这些技巧能够帮助用户更好地利用ANSYS进行工程模拟 和分析。
4、精确模拟材料行为
在ANSYS中，用户可以模拟各种材料行为，包括弹性、塑性和热响应等。为了 得到准确的结果，需要定义材料的属性，如弹性模量、泊松比、屈服强度等。 此外，还可以考虑材料在不同条件下的行为，如温度、压力和应变率等。
Deform3D 操作介绍
第二章DEFORM-3D操作介绍2.1DEFORM-3D软件介绍20世纪70年代后期，位于美国加州伯克利的加利福尼亚大学小林研究室在美国军方的支持下开发出有限元软件ALPID，20世纪90年代在这一基础上开发出DEFORM-2D软件,该软件的开发者后来独立出来成立了SFTC公司，并推出了DEFORM-3D软件。
DEFORM-3D 是一套基于有限元分析方法的专业工艺仿真系统，用于分析金属三维成形及其相关的各种成形工艺和热处理工艺。
二十多年来的工业实践证明其有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大流动、行程、载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符，被国际成形模拟领域公认为处于同类模拟软件的领先地位。
DEFORM-3D不同于一般的有限元软件，它是专门为金属成形而设计。
DEFORM-3D可以用于模拟零件制造的全过程，从成形、机加工到热处理。
通过DEFORM-3D模拟整个加工过程，可以帮助设计人员：设计工具和产品的工艺流程，减少实验成本；提高模具设计效率，降低生产和材料成本；缩短新产品的研究开发周期；分析现有工艺存在的问题，辅助找出原因和解决方法。
2.1.1DEFORM-3D特点1）DEFORM-3D具有非常友好的图形用户界面，可方便用户进行数据准备和成形分析。
2）DEFORM-3D具有完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、等CAD和CAE接口，方便用户导入模型。
3）DEFORM-3D具有功能强大的有限元网格自动生成器以及网格重划分自动触发系统，能够分析金属成形过程中多个材料特性不同的关联对象在耦合作用下的大变形和热特性，由此能够保证金属成形过程中的模拟精度，使得分析模型、模拟环境与实际生产环境高度一致。
DEFORM-3D采用独特的密度控制网格划分方法，方便地得到合理的网格分布。
计算过程中，在任何有必要的时候能够自行触发高级自动网格重划生成器，生成细化、优化的网格模型。
4）DEFORM-3D系统自带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义材料等类型，并提供丰富的开放式材料数据库，包括美国、日本、德国的各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等250种材料的相关数据。
DEFORM3DV11介绍
DEFORM3DV11介绍DEFORM 3D V11介绍1 DEFORM概览DEFORM是一款基于有限元法（FEM）的模拟分析软件。
其在金属材料成形及其相关领域被用来分析各种材料的成形过程以及热处理过程。
通过在计算机上模拟材料的制造成型过程，这款软件可以在以下方面帮助到工艺设计师和工程师：减少进行昂贵的车间试验以及重新设计工具和流程的需求改善工具和模具的设计来降低生产成本及材料浪费缩短将新产品推向市场的时间改善产品的微观结构及强度提升工艺控制质量不同于别的通用的有限元软件，DEFORM只为成型设计。
DEFORM的友好型界面可以让工程师们更好地专注于成型的工艺设计而不是繁琐的软件学习上。
DEFORM一个很大的亮点就在于它能够自动地重画网格来优化网格质量。
DEFORM -HT能够很好地模拟热处理过程，包括回火，退火，淬火，正火以及渗碳。
DEFORM-HT可以预测硬度，残余应力，淬火变形以及其他与热处理相关的机械性能和材料性能。
DEFORM同样具备其他先进的功能，如预测塑性断裂，微观组织演化，切削加工变形和切屑形态。
可扩展的用户子程序使高级研究人员可以自定义他们自己的本构、断裂和微观结构模型以及压力机规格和非金属材料。
Multiple Operation（MO）界面允许用户建立连续的模拟过程，其可自动按顺序完成模拟不用用户挨个操作。
DEFORM具有用于特定过程的不同向导，例如形状轧制，环锭轧制，挤压，逆向热处理，机加工，嵌齿，热处理，热处理炉等，这些向导是自定义的，可帮助用户轻松设置复杂的过程。
DOE（Design of Experiment）帮助用户研究指定范围内各种参数对过程的影响。
OPTIMIZA TION可帮助用户优化特定参数，例如模具负载，最大值。
钢坯应变，损伤值等最后，DEFORM能够研究从铸锭转换到成型，加工和热处理，再到最终产品安装的整个制造链。
同时，现代的用户界面设计使生产工程师和研究科学家均可轻松应用2 利用DEFORM分析的流程设计工艺过程可以从变形前变形后工件的形状，材料，变形温度等方面考虑采用哪种工具收集所需数据最主要的就是材料数据，如材料的应力应变方程，材料的属性值等处理条件数据在前处理界面设置好模拟过程提交模拟使用后处理查看结果假如结果不对。
基于DEFORM-3D单颗磨粒切削仿真与研究
基于DEFORM-3D单颗磨粒切削仿真与研究刘晓初;陈凡;赵传;何铨鹏【摘要】建立了单颗磨粒几何模型,运用DEFORM-3D有限元软件模拟AI203磨粒与45钢不同相对位置(旋转角度)时磨削力、等效应力、等效应变与磨削温度的变化规律,仿真结果表明:随着磨粒旋转角度的增大,法向磨削力和切向磨削力都增大,其比值约为(1～1.3),磨削温度先增大后减小,磨粒旋转角度越小,越易形成切屑,等效应力最大位置是磨粒耕犁作用产生的堆积材料挤压周围材料的那部分区域,而等效应变的最大位置是磨粒前刀面与工件接触的区域.单颗磨粒切削仿真为磨削加工之前磨削力与磨削温度的预测提供理论依据,也为砂轮的制备提供了参考.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】5页(P69-73)【关键词】DEFORM-3D;单颗磨粒;磨削力;磨削温度;旋转角度【作者】刘晓初;陈凡;赵传;何铨鹏【作者单位】广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;金属材料强化研磨高性能加工重点实验室,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;金属材料强化研磨高性能加工重点实验室,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;金属材料强化研磨高性能加工重点实验室,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;金属材料强化研磨高性能加工重点实验室,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TH16磨削过程实际上就是磨具表面大量排列参差不齐、分布不规则的形状各异的磨粒共同完成的切削过程［1］，由于磨粒的切入深度不同，因此磨削过程包括滑擦、耕犁和切削三个阶段。
磨削力与磨削温度是砂轮磨削加工中两个重要的参数。
磨削力产生于滑擦、耕犁和切削三个阶段，而每个阶段对磨削力的影响主要取决于磨料、工件材料、磨削液、化学反应及磨刃形状［2］。
磨削温度主要来自于磨粒与工件的耕犁和切削作用，而磨削力，磨削温度与砂轮耐用度、磨削表面粗糙度、比磨削能等均有直接的关系。
【阅】DEFORM介绍
DEFORM介绍DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关的各种成形工艺和热处理工艺。
二十多年来的工业实践证实了基于有限元法的DEFORM有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在大流动、行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符，保持着令人叹为观止的精度。
DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员：∙设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本；∙提高工模具设计效率，降低生产和材料成本；∙缩短新产品的研究开发周期；∙DEFORM 不同于一般的有限元程序，是专为金属成形而设计、为工艺设计师量身定做的软件。
DEFORM具有非常友好的图形用户界面，可帮助用户方便地进行数据准备和成形分析。
这样，工程师们便可把精力主要集中在工艺分析上，而不是去学习烦琐的计算机软件系统。
<特色功能∙友好的图形界面；∙高度模块化、集成化的有限元模拟系统；∙有限元网格自动生成器以及网格重分自动触发系统；∙集成金属合金材料库；∙集成多种成形设备模型；∙用户自定义子程序。
客户价值∙完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、NASTRAN等CAD和CAE接口，方便用户导入模型；∙提供多达230种材料数据的材料库，几乎包含了所有常用材料的弹性变形数据、塑性变形数据、热能数据、热交换数据、晶体长大数据、材料硬化数据和破坏数据，方便用户计算过程中使用；∙系统集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格模型。
在精度要求较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的规模，并显著提高计算效率；∙提供三种迭代计算方法：Newton-Raphson、Direct和Explicit，用户可根据不同工况、不同材料性能选择不同计算方法；∙多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性；∙并行求解显著提高求解速度；∙获得金属成形过程中的速度场、静水压力场、应力应变、温度场结果，以分析型材成形中波浪、扭拧、折叠、裂纹等缺陷；∙设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本；∙提高工模具设计效率，降低生产和材料成本；∙为用户优化模具结构及工艺参数；∙缩短新产品的研发周期。
DEFORM论文
3D-Deform 软件在金属的塑形加工的应用3D-Deform软件是在21世纪随着科学技术的快速发展应运而生的实用性软件，这种软件是继CAD、Solidworks、UG之类等制图软件之后的。
不具有三维造型功能模拟软件实现塑性模拟过程所需要的物理模型均在其他三维软件中建立。
然后利用deform软件所具备的重新划分网格后，原节点的信息不会丢失。
设定变形物体的网格重划分网格标准，有两种选择：一个是绝对值，一个是相对值。
在deform软件的材料库中，各种材料都被分成易于选择的类别。
材料可以通过单位制或加工工艺类型进行检索。
这里主要介绍deform图形文件的生成及其相关功能键使用方法。
1.定义几何特征几何模型是为了实现与进行数值模拟相关的变形体和刚体的几何造型。
建立模型主要在前处理模块进行，前处理是有限分析的主要步骤，很多定义都是在前处理阶段进行的。
为了进一步网格划分的方便和避免奇异点的产生，通常对模型进行适当的简化处理。
显存的数值计算软件其造型功能都有有限，所以，对复杂对象的几何建模多借助于一些专门的CAD软件。
然后，通过另存为STL格式，实现模型与数值模拟软件间的数据转换。
2．分析材料的功能实际加工过程中，需要对材料的变形功进行确认。
功能强的分析软件提供的材料模型种类较多，用户可以根据问题的主要特点，精度要求即可得到的材料参数选择合适的模型，并输入相关参数。
越是复杂的模型，其计算精度越高；但计算量也会提高，同时所需输入的材料参数也越多。
一般而言，材料的物理性能和弹性性能参数，如密度、热容、弹性模量、泊松比等，对于材料成分和组织结构小的变化不太敏感，精度要求不是特别高时，可参照类似材料的参数给定。
但是材料的塑性性能是结构敏感的，与材料的成分、组织结构、热处理状态，以及加工历史等都要有密切联系，需要通过实验测定。
3.选择适当的计算方法选择合适的计算方法在加工成型过程当中至关重要。
在形过程，应尽可能的选用静力算法求解，以避免采用动力算法是认为应引入的惯性效应，同时静力算法求得的应力场也为更为准确，有利于回弹预测的准确性。
DEFORM有限元分析系统软件及其应用
DEFORM有限元分析系统软件及其应用DEFORM有限元分析系统软件及其应用DEFORM有限元分析系统是一种常用的数值模拟软件，它可以模拟材料在加工过程中的变形行为，为工程师们提供了一个有效的工具来优化产品设计和生产工艺。
本文将介绍DEFORM软件的特点和应用领域。
DEFORM是一种基于有限元方法的软件，它通过将实体划分为离散的有限元网格，利用数值计算方法来求解零件在不同工艺条件下的变形、应力和温度分布等问题。
它可以模拟多种加工过程，包括铸造、锻造、轧制、模锻、挤压等。
DEFORM软件具有高精度、高效率和高可靠性的特点，可以对复杂的变形过程进行准确地模拟和分析。
DEFORM软件的应用领域非常广泛。
首先，它在制造业中用于优化工艺设计。
通过DEFORM软件，工程师可以预测产品在不同加工条件下的变形情况，从而调整工艺参数和操作方式，以减轻或消除变形问题。
其次，DEFORM软件在材料研究领域的应用也非常广泛。
它可以模拟材料的变形行为，研究材料在不同温度、压力和应变率下的力学特性，为材料设计和改进提供理论依据。
此外，DEFORM软件还被广泛应用于汽车、航空航天、电子、能源等领域。
在汽车制造业中，DEFORM软件可以用于模拟车身零件的成型过程和变形行为，帮助设计师优化车身结构，提高车辆的刚度和耐用性。
在航空航天领域，DEFORM软件可以模拟航空发动机零件的加工过程和变形行为，为航空发动机的设计和制造提供重要参考。
在电子和能源领域，DEFORM软件可以模拟电子器件的制造过程和变形行为，帮助工程师设计更可靠和高效的电子产品。
总的来说，DEFORM有限元分析系统软件是一种强大的工具，可以模拟和分析材料在不同加工条件下的变形行为。
它在制造业和材料研究领域具有广泛的应用。
通过DEFORM软件，工程师可以更好地理解材料的变形机制，优化产品的设计和生产工艺，提高产品的质量和性能。
随着科技的不断进步和软件的不断改进，DEFORM软件的应用前景将变得更加广阔综上所述，DEFORM有限元分析系统软件在制造业和材料研究领域具有广泛的应用。
基于DEFORM-3D的立铣刀切削模具钢有限元分析
基于DEFORM-3D的立铣刀切削模具钢有限元分析
刘乾;杜劲;周婷婷;张静婕
【期刊名称】《山东轻工业学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2017(031)005
【摘要】基于经典金属切削原理,通过PRO-E建立整体硬质合金立铣刀和被加工工件(模具钢)的三维模型,采用DEFORM-3D有限元分析软件对立铣刀加工模具钢进行切削过程仿真.分析不同的切削参数对铣削过程的影响规律,得出在不同的铣削深度、进给量和铣削速度条件下的立铣刀实际的铣削分力、最大等效应力及其温度变化规律,得出了温度及其最大等效应力的分布,为刀具切削性能分析和切削参数的优选提供了理论依据.
【总页数】5页(P22-26)
【作者】刘乾;杜劲;周婷婷;张静婕
【作者单位】齐鲁工业大学机械与汽车工程学院,济南250353;齐鲁工业大学机械与汽车工程学院,济南250353;齐鲁工业大学机械与汽车工程学院,济南250353;齐鲁工业大学机械与汽车工程学院,济南250353
【正文语种】中文
【中图分类】TG501
【相关文献】
1.基于DEFORM-3D的立铣刀切削模具钢有限元分析 [J], 刘乾;杜劲;周婷婷;张静婕;
2.高速铣削立铣刀切削受力的有限元分析 [J], 任翀;侯学元;韩淑华
3.基于有限元仿真的高速干式切削立铣刀切削温度研究 [J], 任翀;侯学元;韩淑华
4.基于DEFORM-3D探讨车削刀片切削温度场分布对切削寿命的影响 [J], 郭华江
5.基于正交试验的高速切削淬硬模具钢的切削力研究 [J], 于静;董海;张弘弢;李嫚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Deform-3D软件在材料科学基础课程教学中的应用
广东化工2021年第9期·296· 第48卷总第443期Deform-3D 软件在材料科学基础课程教学中的应用谭元标*，雷源源，万明攀(贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳550025)Application of Deform-3D Software in Teachingof Fundamentals of Materials ScienceTan Yuanbiao *,Lei Yuanyuan,Wan Mingpan(College of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang 550025,China)Abstract:In this paper,an objective is carried out to introduce the applications of Deform-3D software in the course teaching on the recovery and recrystallization of metal materials.Take an example of hot deformation of zirconium alloy,the recovery and recrystallization characterization of the zirconium alloy at any time can be intuitively exhibited by simulating images.Through dynamic simulation,students can have a deeper understanding of the basic knowledge of recovery and recrystallization in metal pared with the simple multimedia courseware teaching method,a better teaching effect can be obtained by the method of simulation assisted teaching.Keywords:fundamentals of materials science ；metal materials ；Deform-3D software ；finite element model ；course teaching材料科学基础作为金属材料专业的最基础专业核心课程，主要介绍材料科学的基本理论知识，如材料的微观结构(晶体结构和晶体缺陷)、液态金属材料凝固过程的相变行为、固态金属热处理过程的相变以及原子的扩散行为、金属材料的形变与再结晶行为等。
基于Deform-3D车削钛合金Ti-6Al-4V的加工过程仿真
基于Deform-3D车削钛合金Ti-6Al-4V的加工过程仿真陈卓【摘要】通过Deform-3D软件,进行了钛合金Ti-6A1-4V车削过程的仿真,预测了切削力和切削温度,为提高刀具耐用度和加工质量提供了有效方法,为改善难加工材料的切削加工性提供了参考依据.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2016(000)020【总页数】2页(P153,199)【关键词】车削;Deform-3D;切削力;切削温度;仿真【作者】陈卓【作者单位】徐州工程学院机电工程学院,江苏徐州221008【正文语种】中文钛合金作为航空、航天、航海、医疗等领域应用较为广泛的一种难加工材料，其加工过程中一直存在切削温度高、刀具耐用度低、加工质量难以保证等问题。
预测切削过程从而优化切削参数进而达到提高刀具耐用度和加工质量是现实钛合金加工优化最有效的方法之一，由于实际切削实验需要耗费价格不菲的刀具和材料且实验时间较长，因此通过计算机仿真技术预测切削过程已成为目前常见的方法。
现阶段，Deform、Ansys、Abaqus、AdvantEdge等软件已普遍应用于金属切削过程的仿真[1-3]。
本文选择三维有限元软件Deform-3D作为仿真实验平台，以车削钛合金TC4作为研究对象，采用硬质合金刀具，预测了不同切削参数对切削力和切削温度的影响规律，为切削参数的优化提供了参考。
Ddeform-3D软件可以分析车削、铣削、钻削等加工过程，本文以车削加工为研究对象。
首先，建立切削模型和设置参数。
Deform-3D软件可以导入其他三维建模软件创建的模型，导入的格式有STL、UNV、IGS等。
此外，Deform-3D也自带建模功能。
本文采用Deform-3D自带建模功能，创建车削模型如图1所示。
参数的设置分别为:切削速度v为别为80、100、120m/min，进给量f分别为0.05、0.1、0.15 mm/r，切削深度ap分别为0.3、0.6、1mm。
材料三维微结构表征及其晶体塑性有限元模拟
材料三维微结构表征及其晶体塑性有限元模拟辛存;赵聃;闫晓鹏;王志华【摘要】材料的力学性能,尤其是在有限变形下所呈现的宏观各向异性,是材料结构设计和服役寿命考虑的关键因素.由于宏观模型不能较好地反映材料微观结构(晶粒的形貌和取向等)对宏观塑性各向异性的影响,因此,本文建立了能实际反映晶粒形貌的三维Voronoi模型,并基于晶体塑性理论对铝合金在有限变形下的响应进行计算.首先,建立反映材料微结构的代表性体积单元RVE模型进行计算,并与实验结果进行对比验证.然后,以单向拉伸为例,分析了有限变形过程中试件的晶粒形貌和取向分布等微观因素对宏观各向异性演化的影响,并从材料和结构两个层面讨论了微观结构对宏观力学性能的影响.结果表明,本文模型能够反映微观结构对宏观力学性能的影响,为实际生产制造领域构件的力学性能提供可靠的预测.【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】7页(P233-239)【关键词】Voronoi;多晶集合体;晶体塑性有限元;晶体取向;各向异性【作者】辛存;赵聃;闫晓鹏;王志华【作者单位】太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所,太原030024;太原理工大学力学学院,材料强度与结构冲击山西省重点实验室,太原030024;太原理工大学力学国家级实验教学示范中心,太原030024【正文语种】中文【中图分类】O344.11 引言AA6061铝合金有良好的可成型性、可焊接性、强度、可加工性、抗腐蚀性和抗氧化性等优点，广泛用于社会实际生产工程中，如航空固定装、模具制造、照相机镜头、电子以及精密仪器制造等。
近年来，我国制造业对铝合金的使用呈现增长的趋势，特别是航空航天和精密电子领域，如何更好更充分地使用铝合金是未来需要攻克的主要难题之一。
晶体塑性理论从材料变形的微观机制出发，在建模时把晶粒取向等组织信息考虑在内，在材料的不均匀变形及织构的研究中得到广泛应用。
从不同单晶本构模型［1，2］、多晶体不同晶粒大小、温度等因素的分析［3，4］和复杂加载路径研究［5，6］到微观织构的探究［7，8］，其已然成为新的热门工具之一。
基于DEFORM-3D软件模具方向数值模拟教学应用
基于DEFORM-3D软件模具方向数值模拟教学应用
李明亮;陆从相;浦毅
【期刊名称】《大众科技》
【年(卷),期】2009(0)2
【摘要】针对目前高等职业教育模具专业面临人才培养问题,提出模拟教学方式.介绍DEFORM-3D软件在教学中的应用,不仅可以节省费用,而且能观察金属流动、应力、应变等情况,能使学生更容易理解,提高教学效果.
【总页数】2页(P154-155)
【作者】李明亮;陆从相;浦毅
【作者单位】盐城纺织职业技术学院,江苏,盐城,224006;盐城纺织职业技术学院,江苏,盐城,224006;盐城纺织职业技术学院,江苏,盐城,224006
【正文语种】中文
【中图分类】G721
【相关文献】
1.基于DEFORM-3D的立铣刀切削模具钢有限元分析 [J], 刘乾;杜劲;周婷婷;张静婕
2.基于成型过程数值模拟软件的模具型面设计 [J], 王书恒
3.基于DEFORM-3D的立铣刀切削模具钢有限元分析 [J], 刘乾;杜劲;周婷婷;张静婕;
4.基于DEFORM-3D容差值对模具应力分析的影响 [J], 单陇红; 王凌浩
5.基于Deform-3D六角头螺栓冷镦模具设计研究 [J], 张浩;姚菁;李启望;任大为;张宇岑;邹草云
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DEFORM综述
DEFORM-3D是一套基于工艺模拟系统的有限元系统(FEM)，专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维 (3D) 流动，提供极有价值的工艺分析数据，有关成形过程中的材料和温度流动。
DEFORM. -3D强大的模拟引擎能够分析金属成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。
系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格系统。
典型的DEFORM-3D应用包括锻造、挤压、镦头、轧制,自由锻、弯曲和其他成形加工手段。
在要求精度较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的规模，并显著提高计算效率。
DEFORM-3D 图形界面，既强大又灵活。
为用户准备输入数据和观察结果数据提供了有效工具。
DEFORM系统简介: DEFORM(Design environment for forming) 是由美国Battelle Columbus 实验室在八十年代早期着手开发的一套有限元分析软件。
早期的DEFORM - 2D 软件只能局限于分析等温变形的平面问题或者轴对称问题。
随着有限元技术的日益成熟,DEFORM 软件也在不断发展完善,目前,DEFORM软件已经能够成功用于分析考虑热力耦和的非等温变形问题和三维变形(DE2FORM- 3D) ,此外,DEFORM软件可视化的操作界面以及强大而完善的网格自动再划分技术,都使DEFORM这一商业化软件在现代工业生产中变得愈来愈实用而可靠。
DEFORM 软件的模块结构: DEFORM- 2D 和DEFORM- 3D 的模块结构基本相同,都由前处理器、模拟处理器和后处理器三大模块组成,不同的是DEFORM - 2D 自身可以制作简易的线框模具,DEFORM - 3D 不具备实体造型能力,但它提供一些通用的CAD 数据接口,如IGES 和STL 接口。
前处理器包括三个子模块(1) 数据输入模块,便于数据的交互式输入,如:初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程以及摩擦系数等初始条件。
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第25卷 第14期
2009年7月
甘肃科技
Gansu Science and Technol ogy
V ol .25 N o .14Jul . 2009
基于D EFORM 三维多晶体
材料微结构的有限元分析
何凤兰,李旭东,王国梁
(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室,甘肃兰州730050)
摘 要:利用本课题组自主开发的计算机软件Aut oRVE,实现三维多晶体材料微结构的几何建模,网格划分,并将生成的I nput 的文件通过脚本语言Python 的编译,实现在DEF OR M 中建立三维多晶体微结构的具体材料模型,并进行挤压过程热力耦合仿真分析,演示出了三维多晶体材料微结构的温度场及等效应力、等效应变分布结果。
关键词:三维多晶体;材料微结构;Key 文件;I nput 文件中图分类号:TG14
1 D EFO RM 简介
DEF ORM -3D 是一套基于工艺模拟系统的有
限元系统(FE M ),专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维(3D )流动,提供极有价值的工艺分析数据,及有关成形过程中的材料和温度流动。
主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块。
前处理器处理模具和坯料的材料信息及几何信息的输入、成形条件的输入,建立边界条件,它还包括有限元网格自动生成器;模拟器是集弹性、弹塑性、刚(粘)塑性、热传导于一体的有限元求解器;后处理器是将模拟结果可视化,支持OpenG L 图形模式,并输出用户所需的模拟数据。
DEF OR M 允许用户对其数据库进行操作,对系统设置进行修改,以及定义自己的材料模型等
[1]
,如图1所示。
图1 有限元分析流程图
2 D EFO RM 前处理程序的二次开发
2.1 材料代表性体积单元(RVE )
材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材
料微观组织结构的“代表性体积单元”(RVE )技术上。
微观组织结构的“代表性体积单元”定义在材料的细观尺度上。
“代表性体积单元”其体积尺寸是最小的,但体积单元内却包含了足够多微观组织结构组成物的几何信息、晶体学取向信息、分布信息
与相场信息,并能在统计学意义上(统计平均性质)代表材料微观组织结构的基本特征,由“代表性体积单元”组成的材料称为统计均匀材料,统计均匀材料受到均匀边界条件的作用,则介质内的场变量是统计均匀场。
值得指出的是,应该根据材料实际(或模拟)的微观组织结构组成物的几何构造、取向分布与结构,计算材料微观组织结构的“代表性体积单元”内的细观力学响应以及材料性能。
“代表性体积单元”的细观应力的体积平均响应程度必须与“代表性体积单元”边界上所承受的外加载荷程度相一致
[2-6]。
2.2 几何模型的建立
挤压件原始尺寸为:1000mm ×1000mm ×500mm (长度×宽度×厚度),其开始温度为900℃,上下模具温度都为300℃。
材料假定是各相同性的,挤压件和上下模之间采用剪切摩擦模型,摩擦系数是0.3。
工件的自由表面与周围环境之间的等效
换热系数取为180.2N /(s ・m 2
・c ),工件与上下模之间的接触传热系数取为5N /(s ・m 2
・c ),辐射率为0.7。
坐标系的建立为:Z 轴的负方向为挤压方
向。
2.3 多晶体材料微结构的数据准备
利用本课题组自主开发的计算机软件Au 2t oRVE,即可在ABAQUS 有限元软件中,建立材料微
结构的“代表性体积单元”
(RVE )的几何模型,并根据几何模型画出有限元计算网格,单元体数目:
199738,结点:36000,总模拟步数为100,模拟时间步长为:0.01s 。
由于DEF OR M 对工件赋予不同材料属性的限制,在编译的过程中,设置6种材料属性。
实现对所有的单元赋材料属性,具体是将同一晶粒对应的多个单元赋予同一材料属性。
而后利用C 语言编译生成6种新材料,为了使整个工件的材料属性差别不易过大,在编译材料属性时仅对材料的杨氏模量进行少量的增加,分别命名为NE W -I (I =1-6)。
这样即可将每个晶粒可视化显现出来。
图2显示了含有1000个晶粒的三维多晶体网格划分材料微结构(挤压件模型)。
3 三维多晶体材料微结构模拟结果及
分析
3.1 温度场分布
为更好地反映整个挤压过程中工件各部位温度的变化规律,在工件的中心和表面,
沿工件长度方向
图2 三维多晶体网格划分材料微结构(挤压工件模型)
提取截面上的关键点进行温度跟踪分析,将各点的温度随时间变化作曲线,演示了含有1000个晶粒的多晶体材料挤压过程中温度分布,如图3所示。
P1为多晶体材料商标名的中心点,P2为多晶体材料的内部中心点,P3为上表面的侧面中点,P4为侧面的中心点。
结果表明,工件各部位关键点的温度随挤压过程时间的增加均呈现下降的趋势,特别是工件表面中心节点P1,及工件边部节点P3在挤压过程中,与上模具产生接触温度曲线起伏显著,温度急剧下降;工件在与空气的热交换过程中温度变化缓慢,P4的温降变化不太明显。
中心处节点P2温度略有提升(这是因为塑性功转化为热的结果)。
(a )第50步温度分布 (b )节点温度随时间变化分布
图3 多晶体材料挤压过程温度场分布
3.2 应力分析通过对关键点等效应力变化进行跟踪,图4演
示了含有1000个晶粒的三维多晶体材料微结构模型算例及其等效应力分析结果。
当工件开始与上下模接触时,如图4(a )所示,挤压变形内部中心区节点P2的应力最大,工件边部节点P3在挤压过程中与上模具产生接触应力曲线起伏不大,如图4(b )为等效应力随计算时间的变化曲线。
各节点的应力急剧上升,而后在达到稳定状态呈缓慢增长趋势,在整个挤压过程中,节点P1应力曲线起伏相当大。
3.3 应变分析
通过对关键点等效应变变化进行跟踪,图5演示了含有1000个晶粒的三维多晶体材料微结构模型算例及其等效应变分析结果。
如图5(a )所示,在整个挤压过程中,在工件边部及挤压变形内部中心区呈现出较大的等效应变,表面中心处和侧面处应变相对较小。
图5(b )为等效应变随计算时间的变化曲线,可以看出:关键点等效应变首先增长缓慢几乎趋近于零,在工件挤压后塑性变形逐渐增大,等效塑性应变也随之增大。
在整个挤压过程中,工件边
1
1第14期 何凤兰等:基于DEF ORM 三维多晶体材料微结构的有限元分析
部节点P3与上模具产生接触应变曲线起伏最大,随着时间的增大,各节点的应变几乎呈直线急剧上升。
4 结论
采用商业有限元软件DEFROM对多晶体材料进行了挤压过程模拟分析,模拟结果表明:
(1)通过脚本语言Python的编译,对外部数据
I nput文件提取Key文件所需要的有效数据,进而对已产生的Key文件进行替换及添加,实现在DE2 F OR M中建立三维多晶体微结构的具体材料模型,完成该细观模型的建立。
(2)对DEF OR M-3D进行前处理二次开发,导入多晶体材料的微结构模型,并进行挤压过程热力耦合仿真分析。
得到了三维多晶体材料微结构的温度场及等效应力、等效应变分布结果。
(3)用户可以返回DEF OR M中通过G U I环境下的操作实现某些用户自定义的特性,如,具体的某种材料、具体所需的分析步、具体的边界条件与加载方式,或者通过更改模型的Key文件实现对模型的用户自定义,再对模型进行分析。
参考文献:
[1] 周朝辉,曹海桥,吉卫,等.DEF O R M有限元分析系
统软件及其应用[J].2003(4):51Ο52.
[2] 龙弟德,李旭东,余斌,等.ABAQUS前处理程序二次
开发在多晶体材料微结构建模中的应用[J].甘肃科
技,2008,24(6):91Ο93.
[3] 李俊琛,李旭东,刘德学.空间点集Vor onoi图的海量
构造算法及可视化技术[J].兰州理工大学学报,
2008,33(5):99Ο104.
[4] 任淮辉,李旭东,李俊琛.三维多晶体材料微结构的
力学响应计算[J].兰州理工大学学报,2008,34(1):1
Ο5.
[5] 任淮辉,李旭东,刘德学,等.三维复合材料微结构的
力学响应分析[J].兰州理工大学学报,2008,34(2):1
Ο5.
[6] L I Xudong.An innovative concep t and novel m icr ostruc2
ture related para meter-material structure weakness[J].
Material Science and Engineering A,2004,386(1):415Ο
419.
21 甘 肃 科 技 第25卷。