deform材料数据
Deform实验报告镦粗报告
实验报告实验名称EFORM-3D镦粗仿真实验实验课程锻造工艺及模具设计指导教师专业班级姓名学号2013年4月 1 日实验一DEFORM-3D镦粗仿真实验1 实验目的与内容1.1 实验目的通过DEFORM软件平台实现镦粗过程的仿真模拟实验。
了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况,熟悉镦粗变形工艺特点。
掌握圆柱体镦粗过程的应力应变场分布特点。
1.2 实验内容运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。
图1 镦粗实验模型(一)工艺条件上模:Φ200×50,刚性材料,初始温度200℃;下模:200×200×40。
工件:16钢,尺寸如表1所示。
序号圆柱体直径,mm圆柱体高度,mm摩擦系数,滑动摩擦加热温度℃锤头运动速度,mm/s镦粗行程180150090050040 2801500.2120050040 380250090050040 4802500.2120050040(二)实验要求(1)运用三维如阿健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;(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)提交分析报告及分析日志文件(log)。
2 实验过程1)建模通过UG将压缩的模型绘制出来,分别为坯料圆柱直径80mm高150mm和圆柱直径80mm高250mm,并将它们各自的三部分分别导出为stl格式,并保存。
2)镦粗模拟a. 打开一个deform软件,新建一个文件。
(Insert object)添加坯料Workpiece,上模Top Die,下模Bottom Die,并导入相应的之前保存的stl格式文件(Import);b. 修改坯料的General,其中设定Object Type为plastic,AssignTemperature 为给定的900/1200;(Mesh)将坯料分为20000/40000份,并预览(Preview),General Mesh;选择坯料的材料(Material)为16号钢;在Property中计算坯料的体积,选择自动计算(Active);c. 修改Top Die的General,其中设定Object Type 为Rigid,Assign Temperature 为200;设定其Movement 速度为500in/sec;d. 设定Bottom Die 的General ,其中设定Object Type 为Rigid,Assign Temperature 为200;e. 设定Simulation Control 中的Units为SI,Step中的Starting Step Number 为-1,Number of Simulation Steps 为40,Step Increment to Save 为1,Primary Die 为Top Die ,With Constant Die Displacement为1in.,然后点击OK。
deform热处理报告
材料成型专业综合性实验报告热处理工艺对45#钢组织性能的影响学生专业:材料成型与控制工程学生班级::1学生:指导老师:报告日期:2016年7月目录一、综述 (3)二、实验目的 (7)三、材料及仪器 (8)四、实验过程及热处理模拟操作 (8)五、实验结果及热处理模拟对比分析 (9)六、结果分析 (16)七、结论 (16)参考文献 (17)一、综述1.钢的热处理钢的热处理就是把钢在固态下加热到一定的温度进行必要的保温,并以适当的速度冷却到室温,以改变钢的部组织,从而得到所需性能的工艺方法。
热处理与其他加工方法(铸造、锻压、焊接、切削加工等)不同,它只改变金属材料的组织和性能,而不改变其形状和大小,所以用它来处理零件、工具等制成品,处理各种工具、刀具、齿轮和转轴等。
钢在热处理条件下所得到的组织与钢的平衡组织有很大的差别,钢加热到临界点(A1)以上时发生奥氏体转变,奥氏体在非常缓慢冷却时才能得到平衡组织状态的珠光体或珠光体+铁素体(或渗碳体),但大部分热处理工艺,如退火、正火、淬火、(回火或时效例外)都是将钢加热到奥氏体状态,然后以不同的冷却速度(或冷却方式)冷却到室温。
退火、正火、淬火的冷却速度的不同,则会得到不同的组织,其力学性能或物理性能也不同。
2.45#钢的综述45号钢是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN为:C45。
国常叫45号钢,也有叫“油钢”。
一般,市场现货热轧居多。
冷轧规格1.0~4.0mm 之间。
含碳(C)量是0.42~0.50%,Si(硅)含量为0.17~0.37%,Mn(锰)含量0.50~0.80%,Cr(铬)含量≤0.25%,Ni(镍)含量≤0.30%,Cu(铜)含量≤0.25%。
密度7.85g/cm3,弹性模量210GPa,泊松比0.31热处理方法热处理推荐热处理温度:正火850,淬火840,回火600.45号钢为优质碳素结构用钢硬度不高易切削加工模具常用来做模板梢子导柱等,但须热处理。
2024Deform入门教程
Deform入门教程CONTENTS •引言•Deform软件简介•Deform基本操作•材料模型与参数设置•网格划分与边界条件•模拟过程与结果分析•常见问题及解决方案•总结与展望引言01目的和背景目的帮助初学者快速掌握Deform软件的基本操作和技能,提高数值模拟的效率和准确性。
背景Deform是一款广泛应用于金属成形、热处理、焊接等领域的数值模拟软件,具有强大的前后处理功能和精确的数值模拟能力。
软件界面和基础操作介绍Deform软件的基本界面布局、常用工具栏和菜单功能,以及文件管理和数据导入导出等基础操作。
讲解Deform软件中的材料模型、材料数据库和自定义材料参数等知识点,以及如何进行材料参数的设置和调整。
介绍Deform软件中的网格划分和重划分技术,包括网格类型、网格密度、网格质量评估和调整等方法。
详细讲解如何在Deform软件中设置边界条件、施加各种载荷和约束,以及如何处理接触和摩擦等问题。
介绍Deform软件中的模拟结果分析方法,包括变形、应力、应变、温度等物理量的计算和可视化展示,以及如何进行数据导出和报告生成等操作。
材料模型和数据库边界条件和载荷设置模拟结果分析和后处理网格划分和重划分技术教程内容概述Deform 软件简介02DEFORM 提供了全面的有限元分析功能,可以对金属成形过程中的应力、应变、温度等物理量进行准确计算。
强大的有限元分析功能软件内置了丰富的材料数据库,包括各种金属和非金属材料,用户可以根据需要选择合适的材料模型。
丰富的材料数据库DEFORM 采用了直观的图形界面设计,使得用户可以更加方便地进行模型建立、结果查看等操作。
直观的图形界面软件提供了多种求解器供用户选择,可以根据具体问题的复杂程度和计算精度要求来选择合适的求解器。
多种求解器选择软件功能与特点金属成形领域DEFORM广泛应用于金属成形领域,如锻造、挤压、轧制、拉拔等工艺过程的模拟分析。
材料研究领域DEFORM也常用于材料研究领域,通过对不同材料的成形过程进行模拟分析,可以研究材料的变形行为、组织演变等问题。
DEFORM
● 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。
● 分析现有工艺方法存在的问题,辅助找出原因和解决方法
产品特色
■ 友好的图形界面
DEFORM专为金属成形而设计,具有windows风格的图形界面, 可方便快捷地按顺序进行前处理及其多步成形分析 操作设置,分析过程流程化,简单易学。另外,DEFORM针对典型的成形工艺提供了模型建立模板,采用向导式操作步 骤,引导技术人员完成工艺过程分析。
DEFORM
——金属成形及热处理专业仿真环境
行业化专用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
产品关键词
DEFORM
——
● 金属成形
- 包括锻造、挤压、拉拔、开坯、轧制、粉末成形、烧结、冲压及冲裁等 工艺以及锻坯优化设计。
● 热处理
- 包括正火、退火、淬火、回火、时效处理、渗碳、蠕变、高温处理、相 变、金属再结晶、硬化、晶粒生长和时效沉积、感应加热、电阻加热 等。
变的可视化观测。 ● 可通过显式算法计算金属断裂过程的微观孔洞的形成及组织裂纹。
DEFORM
DEFORM
金属成形及热处理专业仿真环境
■ 切削过程分析
● 模拟车、铣、刨及钻孔等机械加工过程。 ● 模拟切削过程工件温度、变形及切屑产生。 ● 预测切削刀具的受力、温度变化。 ● 评估刀具的磨损情况。 ● 模拟切削过程中工件发生的热处理相变。 ● 可以分析各种材料金相,每种金相都有自己的弹性、塑性、热和硬度属性。 ● 混合材料的特性取决于热处理模拟中每一步的各种金属相的百分比。
DEFORM
deform分析报告
列车顶盖成型模拟分析报告本次模拟成型分析零件图如下:通过零件图,我们可以看出,该零件较为简单而且为中心对称体,所以初步决定采用一步锻压直接成型,经计算分别采用100x100x110的坯料与85x85x175的坯料进行模拟分析,变形速度分别采用5mm/s,10mm/s。
四种方案进行求解,来优化设计。
下面是对最优化方案85x85x175坯料变形速度为10mm/s进行分析求解的过程。
Deform模拟分析的基本思路为:1.导入模型2.模型前处理3.求解、后处理结果分析。
1.导入模型根据体积不变的原理,对锻件坯料体积进行计算,包含加工余量在内,最终求得坯料体积约为1280cm3,最终决定采用85x85x175的方形坯料。
然后由pro/e对坯料进行绘制,再绘制出上下模,转存为stl格式,导入deform中进行前处理:坯料上模下模2.模型前处理设置运动步数,每步移动距离等相关参数。
对坯料进行网格划分,选择材料,由于要做热传导,所以对模具也要进行网格划分。
其中坯料初始温度为1080°C上下模为300°C设置上模运动由于所做为四分之一断面,还要添加坯料以及模具的边界条件。
坯料边界条件上模边界条件下模边界条件通过上下模与坯料的干涉,最后得到关系图如图:设置模拟条件添加接触关系等如图:检查生成数据,开始求解:3.求解、后处理。
(1)成型后温度变化如图所示:变形速度10mm/s变形速度5mm/s50步变形温度变形速度10mm/s变形速度5mm/s100步变形温度变形速度10mm/s变形速度5mm/s165步最终成型时变形温度根据后处理结果,我们可以看到,坯料成型过程中,由于上下表面与模具接触,所以散热较快,而中心部分,由于变形产生能量,无法良好散热,所以温度变化较小,而由于变形速度的不同,温度下降速度在100步以后也出现了明显的差异,10mm/s的变形速度的边缘一点的温度只降到了952°,而5mm/s 的变形速度的边缘一点的温度则降低到了830°。
Deform实验报告——挤压
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). 姓名万伟学号09101210592012年04月29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φ98⨯60mm)。
图1 棒材热挤压示意图挤压工具:尺寸如图所示,材质DIN-D5-1U,COLD,温度3500。
坯料:材质DIN_CuZn40Pb2,尺寸φ98×60,温度6300。
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,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 mandrel,extrusion dummy block,extrusion chamber。
输出STL格式。
说明:上述几何形体尽量在一个空间体系下用相对尺寸绘制,保证它们的装配关系;所有实体造型都要在空间体系的第一象限内,即几何点的坐标值非负。
Deform材料库中外钢号近似对照
4340
40CrNiMoA AISI
4340
45CrNiMoVA AISI
4340
GCr6
AISI
50100
15Cr
AISI
5115
18CrMn
AISI
5115
15CrA
AISI
5115
20Cr
AISI
5120
40Cr
AISI
5140
GCr15
AISI
52100
GCr15
AISI
52100
20CrNiMo AISI
L6 1060 4161 9260 9260
Ck67 1070
D3 D2 D2
52100 52100 50100
1078 1095 4120 4337 9261 34CrAIMo5 15CrNi6 16CrMo4 Cf53 100Cr6 16MnCr5 C15 C45 X10Cr13+0 X10CrNiMo
20 1200
20 1200
20 1200
300
500
900 1200
850 1200
850 1200
850 1200
850 1200
900 1200
400 1100
400 1100
400 1100
20
800
800 1200
900 1200
热处理
850 1200
900 1200
热处理
热处理
热处理
20
20Cr2Ni4 DIN
14NiCr14
适用温度
20 1100
20 1200
900 1200
1000 1200
DEFORM 热冲压成形工艺数值模拟技术应用
DEFORM热冲压成形工艺数值模拟技术应用安世亚太公司工艺产品部1 前言热冲压成形工艺可使超高强度钢具有极好的可塑性、良好的成形性能及热加工性能,钣金热冲压成形技术作为钣金件冲压强化的有效途径,已在汽车等领域得到了越来越广泛的应用。
热冲压件可应用于汽车A柱、B柱、边梁、保险杠、顶盖纵梁、门梁、侧栏等重要结构件。
DEFORM金属热冲压成形模拟技术可实现高强度钣金热冲压成形过程的分析,预测冲压缺陷及热冲过程淬火现象,优化热冲工艺参数及热冲模设计。
2 热冲压成形工艺技术及特点热冲压成形是一项专门用来成形超高强度钢板冲压件的新型工艺和技术,是获得超高强度冲压件的有效途径。
热冲压成形部件的抗拉强度可达1500MPa以上,抗疲劳极限可达800MPa,因此硼钢等超高强度钢以其高强度特性已成为汽车重要保护部件用钢的最佳选择。
热冲压成形具有很多优点,如可得到超高强度的车身覆盖件;在保证汽车安全性能得条件下,优化设计以减薄车身零部件,可减轻车身重量,提高车身安全性、舒适性;改善冲压成形性,降低钣金出现易拉伸失稳性,克服传统工艺回弹严重、成形困难容易开裂等诸多难题。
热冲工艺成形技术是将钢板(如硼钢)加热至奥氏体状态,然后进行冲压并同时以20-30摄氏度/秒的冷却速度进行淬火处理,通过一定时间的保压以获得具有均匀马氏体组织的高强度钢钣金件的成形方式。
热冲压工艺包括直接成形(图1)和间接成形(图2),间接成形工艺因增加了设备成本,故现在的热冲压主要以直接热冲压工艺为主。
图1 直接热冲压成形工艺图2 间接热冲压成形工艺3 DEFORM热冲压成形工艺方案的工业应用热冲压成形技术虽具有很多优点,但因较普通冷冲压成形存在热成形及淬火冷却热处理的诸多因素影响,使得如何进行热冲压工艺参数优化及模具冷却结构设计成为需要解决的问题。
影响热冲成形的因素包括板料拉伸性能参数、冲压温度、冲压速度、润滑方案、保压时间、冷却速度及模具冷却水管的结构分布设计等,因此如何在工艺及模具设计阶段优化工艺设计参数,是提高热冲成形效率,降低研发成本的重点。
Deform模拟实验报告
第一章挤压模具尺寸及工艺参数的制定1.1实验任务已知:空心坯料Φ90×25mm,材料是黄铜(DIN-CuZn40Pb2),内径与挤压针直径相同。
所要完成成品管直径26mm,模孔工作带直径36mm,模孔出口带直径46mm。
完成如下操作:(1)根据所知参数设计挤压模具主要尺寸和相关工艺参数,并运用AUTOCAD(或Pro/E)绘制坯料挤压过程平面图。
(2)根据所绘出的平面图形,在三维空间绘出三维图。
并以STL格式分别输出各零件图形,并保存。
(3)运用DEFORM-3D模拟该三维造型,设置模拟参数,生成数据库,最终完成模拟过程。
1.2挤压温度的选取挤压温度对热加工状态的组织、性能的影响极大,挤压温度越高,制品晶粒越粗大,挤制品的抗拉强度、屈服强度和硬度的值下降,延伸率增大。
由于黄铜在730℃时塑性最高,而在挤压过程中由于变形、摩擦产热使配料温度升高,若把黄铜预热到730℃,坯料可能超过最佳塑性成型温度,所以选取坯料初始温度为500℃。
挤压筒、挤压模具也要预热,以防止过大的热传递导致金属温度分布不均,影响制品质量,预热温度与坯料温度不能相差太大,故选取为300℃。
挤压速度的选取挤压速度对制品组织与性能的影响,主要通过改变金属热平衡来实现。
挤压速度低,金属热量逸散较多,致使挤压制品尾部出现加工组织;挤压速度高,锭坯与工具内壁接触时间短,能量传递来不及,有可能形成变形区内的绝热挤压过程,使金属的速度越来越高,导致制品表面裂纹。
而且在保证产品质量和设备能量允许的前提下尽可能提高挤压速度。
根据挤压流程可计算得挤压比为λ=13,故挤压垫速度为为1.5 mm/s。
第二章工模具尺寸2.1挤压筒尺寸确定2.1.1考虑坯料挤压过程中的热膨胀,取挤压筒内径为mm;2.2.2挤压筒外径为,故挤压筒外径为mm;2.2.3挤压筒长度(2-1)式中:—锭坯最大长度,对重金属管材为;—锭坯穿孔时金属增加的长度;—模子进入挤压筒的深度;—挤压垫厚度。
deform本构方程
deform本构方程
在材料力学中,deform本构方程是一种描述材料行为的方程,它用于描述物体在受力作用下的变形。
deform本构方程是应
力与应变之间的关系,通常可以由试验数据或理论模型来确定。
一般来说,deform本构方程可以分为线性本构方程和非线性
本构方程。
线性本构方程是指应力与应变之间成线性关系的本构方程。
最简单的线性本构方程是胡克定律,即应力与应变之间成比例关系。
胡克定律可以写为σ = Eε,其中σ表示应力,ε表示应变,E表示杨氏模量。
此外,还有一些复杂的线性本构方程,如线
弹性模型、线粘弹性模型等。
非线性本构方程是指应力与应变之间呈非线性关系的本构方程。
非线性本构方程通常用于描述材料在大变形、高应力下的行为。
常见的非线性本构方程包括塑性本构方程、粘弹性本构方程、弹塑性本构方程等。
塑性本构方程描述了塑性材料的行为,粘弹性本构方程描述了粘弹性材料的行为,弹塑性本构方程描述了同时考虑弹性和塑性行为的材料。
总而言之,deform本构方程是一种用于描述材料行为的方程,它是应力与应变之间的关系,可以是线性的或非线性的。
不同材料的deform本构方程是根据其特性和行为确定的。
DEFROM3D 如何使用材料库
这个模型被称为法的力量。这是一个非常经典的方法来描述稳定状态或二级蠕变。 Baily-Norton的模型
= Effective stress Tabs = Absolute temperature绝对温度
材料的属性窗口可以通过按材料属性图标(参见图2.2.1)材料的属性对话框显示在图第2.2.2。 为了模拟获得高精确度,其非常重要的是需要理解DEFORM中指定材料的性能。用户在模 拟中需要知道指定材料种类的作用。本节描述材料数据,可以指定为一个变形模拟。不同的 数据集是: 弹性数据 热数据 塑性数据 扩散数据 再结晶晶粒再生长 硬度估计数据 折断数据
A = Con rate exponent应变率指数
= Activity energy活化能 R = Gas constant 气体常数
Tabs = Absolute temperature 绝对温度
= Flow stress
= Effective strain rate有效应变速率
= Effective stress Tabs = Absolute temperature K,n,C = Constants
= Effective strain rate
列表数据 这种方法目前没有为这个版本。 用户程序 这种方法目前没有为这个版本。
Figure 2.2.12: 扩散数据窗口。
2.2.5。扩散数据
表格数据格式
= Flow stress流动应力 = Effective plastic strain等效塑性应变 = Effective strain rate有效应变速率
deform分析报告
第二部分:实验过程记录(可加页)(包括实验原始数据记录,实验现象记录,实验过程发现的问题等)一、前处理1.进入DEFORM前处理窗口在安装有WINdows操作系统和deform-3D软件的系统中,单击启动软件。
选择file|new,增加一个新问题,出现问题设置窗口。
保持系统设置不变,单击next按钮,打开deform-2D前处理器,进入前处理环境。
如图1.1所示:图1.12.设置模拟控单击图标,打开“simulation control”窗口。
在该窗口中改变模拟标题为newtrial,选择系统单位为“SI”,其他默认为系统设置,单击OK按钮退出窗口。
3.增加新对象通过单击对象树下等插入对象按钮,添加新对象workpiece,单击按钮,为新增对象建立几何模型。
为新增对象建立几何模型。
单击按钮出现Geometry Forming对话框,在其中输入直径,高度和旋转角度的参数。
如图3.1、3.2所示:图3.1图3.24.网格生成为了将workpiece生产网格,单击mesh按钮。
在Tool标签下对网格数量进行选择,设置为10000,如图4.1.所示。
在detailed settings中将Size Ratio设置为1.单击Generate Mesh按钮,生成网格如图4.2所示:图4.1 图4.25.材料的选择单击“workpiece使其高亮显示,单击材料按钮,右边显示材料选择窗口,单击steel,选择材料AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。
单击Assign Material按钮,将所选材料导入到Workpiece 中,如图5所示:图56.模拟控制设定单击图标,打开模拟控制窗口,再单击step按钮进入步控制,依次对各项进行设置,将每一步下压距离定为0.6mm单击ok退出,上模下压速度为5mm/s如图6所示:图67.确立边界条件单击按钮进入边界条件选择窗口,用鼠标单击选定毛坯中心对称面,单击,边界选择完后继续进行体积补偿设定。
Deform详细教程(苍松书苑)
模型创建与编辑
网格划分与控制
提供丰富的建模工具,支持模型的创 建、修改和编辑,包括基本几何体、 复杂曲面等。
提供灵活的网格划分工具,支持网格 的自动生成、手动调整和局部加密等 操作。
材料定义与属性设置
允许用户定义材料并设置其物理和机 械属性,如弹性模量、泊松比、屈服 强度等。
文件管理和数据导入导
文形领域
Deform软件广泛应用于锻造、轧制、挤 压、拉拔等金属成形工艺的模拟与优化。
科研与教育领域
Deform还可作为科研和教育工具,用于 研究金属成形过程中的物理现象和力学性 能。
机械制造领域
在机械制造中,Deform可用于分析零件 的成形性能,优化工艺参数,提高产品质 量。
阅读并同意软件许可协议 。
双击下载的安装程序,开 始安装向导。
2. 运行安装程序
01
03 02
软件安装步骤
01
3. 选择安装目录
02 选择合适的安装目录,建议安装在非系统 盘符下。
03
4. 等待安装完成
04
安装程序将自动完成软件的安装过程,包 括复制文件、创建快捷方式等。
配置文件设置
01
1. 启动软件
灵活的工艺设置
用户可以根据实际工艺需求, 自定义工艺参数和边界条件。
强大的模拟功能
Deform软件支持多种金属成 形工艺的模拟,包括锻造、轧 制、挤压、拉拔等。
丰富的材料数据库
内置大量金属材料的物理和力 学性能数据,方便用户进行模 拟分析。
直观的图形界面
提供友好的图形界面,方便用 户进行模型建立、结果查看等 操作。
支持多种通用的CAD和CAE文件格式,如IGES、STEP、STL、 NASTRAN等,方便与其他软件进行数据交换。
DEFORM数据库
杨氏模量和泊松比都可以设定为常数、 温度函数、密度函数或主要元素含量的函 数。除设定为常数外,其他的设定方法均 需要进行相应的实验,将实验数据输入 Function界面的表格中,进行计算后得到相 应的曲线,然后就可以根据温度、密度或 主要元素含量选取相应数值。
DEFORM中热膨胀系数只能设置为温度的函 数。 th 弹性体: (T T0 )
(3)屈服准则 DEFORM中提供了三种屈服准则: Mises屈服准则、Hill屈服准则和塑性应变 比(Lankford coefficient)。 Mises屈服准则适用于各向同性材料, 也使DEFORM默认的屈服准则,Hill屈服准 则和塑性应变比适用于各向异性材料,且 均可以进行相关设定。
(4)硬化规则 硬化规则有两种:等向硬化规则、随动 硬化规则。
2.2材料性能的设定
1.塑性数据 (1)流动应力 当材料所受应力超过屈服极限时,材料发生塑 性变形,其流动应力可以看作是应变、应变速率和 温度的函数,即 ( , , T ) 。在DEFORM中可以查看 应力应变曲线,以检查所选材料本构关系是否满足 需要。 通常,材料在不同温度下的应力—应变曲线并 不相同,而DEFORM材料库中的材料应力应变曲 线种类较少,有时需要在DEFORM中自行建立其 本构关系及应力应变曲线。
塑性数据1流动应力当材料所受应力超过屈服极限时材料发生塑性变形其流动应力可以看作是应变应变速率和性变形其流动应力可以看作是应变应变速率和温度的函数即应力应变曲线以检查所选材料本构关系是否满足需要
DEFORM数据库的应用
一 DEFORM简介
DEFORM是由美国Battele Columbus试验 室开发的非线性有限元分析软件,广泛应 用于锻造、机加工、轧制、挤压和镦锻等 加工工艺的数值模拟。在模拟金属塑性加 工过程中,DEFORM-3D能够分析金属的三 维流动,并提供与应力、应变与载荷等相 关的工艺分析数据,成形过程中的材料流 动和温度变化,从而为工艺及模具设计提 供理论依据。
deform材料数据
DEFORM™材料试验流动应力Flow StressDescribes a material’s resistance to being deformed or having its shape changed.A measure of the force needed to make the material flow ordeform摩擦Friction损伤Damage材料数据与模拟结果应力Stressz直接影响成形力Directly affects die loads z直接影响模具的应力分布Directly affects die stresses z 对流动应力影响不大Little effect on general flowstress加工硬化Work hardening behaviorz 影响金属流动Affects flow behavior z影响载荷,应力等Also affects loads, stresses, etc.材料数据与模拟结果软化Thermal softening behaviorz影响金属的流动Affects flow behavior–特别在热成形中,低温和高温合金Particularly in hotforming, light or high temp alloys–可能对温成形也有影响May have an influence on warmformingz对载荷的影响同应力Same effects on loads asstress材料数据数据准备Flow Stressz流动应力Influences and variations z影响因数及修正值材料试验Testing Techniques误差原因Sources of Error最小化误差Minimizing Error修正方法Correction techniques数据准备材料试验条件应该同工厂实际保持一致性z温度Temperature rangez应变率Strain ratez应变Strain材料数据可以通过前处理器pre-processor或使用Excel输入流动应力测试影响因数Factors Influencing Flow Stress z含炭量Carbon Contentz合金含量Alloy Contentz退火状态Anneal State–as received–normalized–spherodized注意不同材料供应商的材料稳定性材料试验压缩试验Compression Test 拉伸试验Tension Test扭转试验Torsion Test材料试验对于所以试验:z预先设定试验速度,材料试验设备要有足够的功率提供任何试验条件下的所需变形速度z力的测量一般在固定端进行z试样的变形(高度或是扭转角)将在整个过程中被测量并记录材料变形数据主要来源于均匀的单向轴向变形, 就需要对所得数据进行修正z如果变形不均匀材料试验 压缩试验Compression Testz圆棒试样高径比1.5:1 到2:1 z 压缩试验采用平面镦头z 由镦头或压机读取试样高度压缩试验Compression test h o FA oD o A 1D 1h 1F 优点Advantages z 装置简单,z试样准备数量较少z 可获得较大的应变(1.1~1.2)时数据 缺点Disadvantagesz摩擦将引入较高载荷测量值z 较大变形时,鼓形以及倒转可能引起非均匀变形材料试验拉伸试验Tension Testz 指定形状的试样被夹住两端,拉伸至破坏优点Advantages z 简单易行,所需时间较短z 消除摩擦的影响缺点Disadvantages z 一旦出现缩颈,变形将不再为单向应变,需要修正z 破裂在较低应变(0.5~0.6)时就产生,对于大应变需要进行插值z 试样需要机加工拉伸试验Tension test h o h f材料试验压缩试验Compression test 应用最广z变形模式和锻造类似z较之拉伸试验有较大应变误差原因摩擦Frictionz在压缩试验中使得有限载荷增加z形成鼓形及不均匀变形绝热升温Adiabatic heating, 较大应变时影响更为明显z降低流动应力最小化误差高径比High length/diameter aspect ratio (2:1)抛光镦头Polished dies润滑Excellent lubrication数据输入Strain -Strain Rate -Temperature 数据点-6 -8 个z Strain间隔z Strain rate:–.001, .01, .1, 1, 10, 100, etc–100 (.001, .1, 10 …)100 to 200 degree F (50 -100 C) 温度间隔z Temp -Flow stress 必须在每个strain-strain rate-temperature 点上都有数值,0 会造成模拟计算失败摩擦系数摩擦系数的相关影响z 金属流动Flow behavior–自由挤压Free extrude vs. 镦粗upset –复合挤压combined forward/backward extrude z 成形载荷Loads实际运用z 如有疑问,试以不同数值并比较结果–相似结果表明影响不大–不同:»重新测量»润滑影响摩擦系数测定摩擦系数Ring testz环形试验Double cup extrusion test z双杯挤压试验/反挤压试验Forward/reverse extrusion test z正摩擦系数双杯挤压试验Double Cup extrusion test z上模运动,下模静止z摩擦力和杯深成比例摩擦系数正/反挤压试验Forward/Reverse Extrusion Test z摩擦力和正,反向挤压长度比有关损伤经验Experience试验Numerous tests: See SFTC Reference Paper #1 (available on request from SFTC)。
deform设计小结
deform设计小结DEFORM 设计小结姓名:学号:这次课程设计为计算机辅助棒材挤压模设计。
本组模拟第三组数据,研究挤压杆速度(10~60mm/s )对最大应力及破坏系数的影响。
通过组内任务分配,我的任务是用计算机模拟挤压杆速度为34mm/s 时,应力及破坏系数的情况。
首先进行坯料的选择及挤压工艺参数的设定,然后设计主要的挤压工具,包括挤压模、挤压筒和挤压垫并用CAD 绘制三维图,最后进行计算机DEFORM 模拟实验并处理数据。
通过设计计算最终确定坯料为φ140?300mm ,挤压制品φ16mm ;挤压模、挤压垫及挤压筒尺寸参数为1l =30mm ,2l =38mm ,3l =300mm ,4l 30mm ,5l =32.8mm , 1d =145mm ,2d =16.24mm ,3d =21mm ,1D =600mm ,2D =170mm ;其它工艺参数为挤压垫摩擦系数0.1,挤压筒挤压模摩擦系数0.5,挤压温度570℃,工具模预热温度200℃。
由以上数据绘制出CAD 图形,启动DEFORM 软件并把集合体坯料、挤压垫、挤压模和挤压筒逐个导入。
在模拟的过程中要对每个集合体进行材料和相关参数的设定,主要有国际单位选择SI ,模拟步数为100,每2步进行一次保存,每步压下1mm ,整个过程有热传递过程。
挤压坯料材料为黄铜DIN CuZn40Pb2,设置挤压温度为570℃,然后对挤压坯料进行网格划分和体积补偿,之后设置对称面和热交换面并保存。
然后对挤压垫、挤压模和挤压筒材料选择均为DIN-D5-1U COLD ,预热温度为200℃,挤压垫的压下速度为34mm/s ,方向为-z 轴,并保存。
最后进行摩擦系数和热传递系数的设定,挤压垫与坯料之间的摩擦系数为0.1,坯料与挤压筒和挤压模之间均为0.5,热传递系数5。
最后进入调试阶段,调试完成后,退出后运行。
经过过一段时间运行和计算得出了挤压垫压力变化曲线和坯料破坏系数曲线,从DEFORM 导出后交予组内成员成进行数据整合、分析。
DEFORM功能
DEFORM功能1. 成形分析冷、温、热锻的成形和热传导耦合分析(DEFORM所有产品)。
丰富的材料数据库,包括各种钢、铝合金、钛合金和超合金(DEFORM所有产品)。
用户自定义材料数据库允许用户自行输入材料数据库中没有的材料(DEFORM所有产品)。
提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、纤维流向、缺陷形成和韧性破裂等信息(DEFORM所有产品)。
刚性、弹性和热粘塑性材料模型,特别适用于大变形成形分析(DEFORM 所有产品)。
弹塑性材料模型适用于分析残余应力和回弹问题(DEFORM-Pro, 2D, 3D)。
烧结体材料模型适用于分析粉末冶金成形(DEFORM-Pro, 2D, 3D)。
完整的成形设备模型可以分析液压成形、锤上成形、螺旋压力成形和机械压力成形(DEFORM所有产品)。
用户自定义子函数允许用户定义自己的材料模型、压力模型、破裂准则和其他函数(DEFORM-2D,3D)。
网格划线(DEFORM-2D,PC,Pro)和质点跟踪(DEFORM所有产品)可以分析材料内部的流动信息及各种场量分布温度、应变、应力、损伤及其他场变量等值线的绘制使后处理简单明了(DEFORM所有产品)。
自我接触条件及完美的网格再划分使得在成形过程中即便形成了缺陷,模拟也可以进行到底(DEFORM-2D,Pro)多变形体模型允许分析多个成形工件或耦合分析模具应力(DEFORM-2D,Pro,3D)。
基于损伤因子的裂纹萌生及扩展模型可以分析剪切、冲裁和机加工过程(DEFORM-2D)。
2. 热处理模拟正火、退火、淬火、回火、渗碳等工艺过程预测硬度、晶粒组织成分、扭曲和含碳量。
专门的材料模型用于蠕变、相变、硬度和扩散。
可以输入顶端淬火数据来预测最终产品的硬度分布。
可以分析各种材料晶相,每种晶相都有自己的弹性、塑性、热和硬度属性。
混合材料的特性取决于热处理模拟中每步各种金属相的百分比。
DEFORM用来分析变形、传热、热处理、相变和扩散之间复杂的相互作用。
deform 工具磨耗参数
Deform 工具磨耗参数1. 引言在工业生产中,机械设备的磨耗问题一直是一个重要的研究领域。
随着科技的发展和生产需求的不断提高,对于机械设备磨耗参数的研究变得越来越重要。
本文将围绕着”deform 工具磨耗参数”这个任务名称展开讨论,探讨了deform工具的磨耗参数及其对工业生产的影响。
2. Deform 工具磨耗参数概述Deform 工具是一种常用于金属加工和塑料成型过程中的机械设备。
它通过施加力量和温度改变材料形态,用于切削、冲压、锻造等工艺中。
然而,由于长时间使用和高强度作业,Deform 工具会出现不可避免的磨耗现象。
Deform 工具磨耗参数是指影响Deform 工具寿命和性能的各种因素。
这些因素包括材料硬度、摩擦系数、切削速度、切削深度等。
通过合理控制这些参数,可以延长Deform 工具的使用寿命,提高加工质量和效率。
3. 影响 Deform 工具磨耗的参数3.1 材料硬度材料硬度是指材料抵抗切削和磨损的能力。
对于Deform 工具来说,材料硬度直接影响其磨耗程度。
通常情况下,较高硬度的Deform 工具更加耐磨,但也更易出现断裂等问题。
因此,在选择Deform 工具时需要综合考虑材料硬度和工作条件。
3.2 摩擦系数摩擦系数是指两个物体相对运动时所受到的阻力大小。
对于Deform 工具来说,摩擦系数会影响其与工件之间的接触情况,进而影响磨损程度。
通常情况下,较低摩擦系数可以减少Deform 工具与工件之间的摩擦力和磨损。
3.3 切削速度切削速度是指在加工过程中Deform 工具与工件之间相对运动的速率。
切削速度越高,Deform 工具所承受的摩擦力和热量就越大,从而加剧了磨耗现象。
因此,在实际加工过程中需要根据具体情况选择合适的切削速度,以平衡加工效率和Deform 工具的寿命。
3.4 切削深度切削深度是指Deform 工具在每次切削中所移除的材料层厚度。
切削深度对Deform 工具磨损的影响较为复杂。
玻璃成形工艺数值模拟工具DEFORM及其应用
玻璃成形工艺数值模拟工具DEFORM及其应用一、玻璃成形工艺的工业需求以汽车用玻璃为主的玻璃成形工艺包括落模成形、热弯成形、模压成形、辊压成形及玻璃面板热加等。
这些工艺过程中,具有热粘弹塑性特性的玻璃在高温接近软化状态下进行成形,重力也将对其成形结果产生影响。
与其他工业产品成形类似,玻璃的成形在成形工艺及模具设计不合理的情况下,仍然会产生成形缺陷,如贴膜不紧、形状未完全成形和表面裂纹等。
目前国内企业在面临这些问题时大多采用试错法,也就是完全凭工程师经验进行大量的实际试验,这种方法的弊端在于对工程师经验依赖性大,经验又难以快速进行有效的积累和传承,多次试验使得产品的生产周期长,成本增加,质量不高。
因此,企业需要一种有效地工具来面临挑战,专业材料成形工艺数值模拟工具DEFORM 可以应对这些难题。
二、材料成形工艺数值模拟工具DEFORMDEFORM 源自塑性有限元程序ALPID(Analysis ofLarge Plastic Incremental Deformation)。
在20 世纪80年代初期,美国Battelle 研究室在美国空军基金的资助下开发了用于塑性加工过程模拟的有限元程序ALPID,后来开发人员对程序进行了逐渐完善,并采用Motif 界面设计工具,将程序发展成为商品化的软件DEFORM(DesignEnvironment for Forming)。
经过30 余年的发展,DEFORM 已经成为材料成形领域著名的工艺数值模拟软件。
DEFORM 是一套基于有限元的工艺仿真系统,用来分析变形、传热和热处理之间复杂的相互作用,常被用于分析金属、玻璃及聚合物的成形现象。
系统具有刚粘塑性及粘弹塑性算法,并同时耦合热分析,其有限单元采用Lagrangian算法并通过单元自适应进行大变形计算。
如图1 所示,各种现象之间相互耦合。
这些耦合效应将包括:由于塑性变形功引起的升温、加热软化、温度控制、热损耗、塑性和应变应力对材料的影响等,对于玻璃成形的热固耦合及温度场分析具有很强的计算能力。