Deform实验报告镦粗报告.pdf

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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。
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;
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
度,mm 滑动摩擦 度℃
mm/s
150
0
900
500
150
0.2
1200
500
250
0
900
500
250
0.2
1200
500
镦粗行程
40 40 40 40
(二)实验要求
2
(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)。
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);
第二组数据:
13
第三组数据:
14
第四组数据:
15
5) 最大应力分布(抓取 6 步) 第一组数据:
第二组数据:
16
第三组数据:
17
第四组数据:
18
4 实验小结
答: 通过 1、2、3、4 的变形可以看出,1 和 3 没有在压缩的过程中是属于均
匀的变形过程,而 2 和 4 由于存在摩擦力,出现了不均匀的变形,圆柱体四 周出现鼓形轮廓。圆柱体在镦粗时除了受到变形工具的压缩力外,在断面接 触处有摩擦力作用,摩擦力阻碍金属质点横向流动,使得圆柱体产生鼓形。 对比 2 和 4 可知,2 比 4 出现的鼓形更为明显。
比较损伤情况,由于 1 和 3 是不存在摩擦力的,它们是属于均匀变形的, 损伤系数几乎为 0。而 2 和 4 存在摩擦系数不为 0,产生的不均匀变形,出 现了鼓形,存在缺陷或缺陷隐患。
无摩擦镦粗时应变分布比较均匀,有摩擦存在时镦粗应变是不均匀的。 摩擦系数和高度都对变形有影响。
比较 1 和 3 的变形情况可以看出 1 和 3 变形都比较均匀,因为他们的摩 擦力都是 0,温度也是相同的 900 摄氏度;损伤度也几乎很少;但是 1 最终 的等效应变约为 0.31,而 3 最终等效应变约为 0.17;就等效应力看,1 的最 终等效应力约为 47,而 3 最终的等效应力就比它小,约为 38;
圆柱体的摩擦系数为 0 的时候,其表面应变与内部的应变分布都比较均 匀,变形为均匀的变形;摩擦系数为 0.2 的时候,表面的应变与内部的应变 分布不均匀,各部分的最大应变都存在明显的差异。
比较载荷行程曲线,1、2、3、4 都是上升的趋势,主要分为两段,第一 段为弹性变形阶段,载荷曲线的斜率较大;第二段为塑性变形阶段,载荷曲 线的斜率比较小。摩擦力越大,载荷力越大;反之,载荷力越小。高度越低 载荷力越大,高度越高,载荷越小。
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
成绩 2013 年 4 月 1 日
1
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
1 2 3 4
圆柱体直 径,mm
80 80 80 80
表 1 实验参数
圆柱体高 摩擦系数, 加热温 锤头运动速度,
f. 设置摩擦系数,分别为 0 和 0.2 g. 保存并检核(Check),然后退出 h. 运行(Run) 3)后处理 可以通过选择查看压缩的每一步的变形过程,Damage ,Strain-Effective , Strain Rate -Effective ,Stress Effective ,Stress Max-Principal ,Temperature , 以及载荷行程曲线等。通过这些参数来检查所设定的这些数据是否合理。
3 实验结果及讨论
1) 变形过程(抓取 6 步) 第一组数据:
3
第二组数据:
4
第三组数据:
5
第四组数据:
6
2) 载荷行程曲线 第一组数据:
第二组数据:
7
第三组数据:
8
第四组数据:
9
3) 等效应变(抓取 6 步) 第一组数据:
第二组数据:
10
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第三组数据:
11
第四组数据:
12
4) 等效应力(抓取 6 步) 第一组数据:
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