(完整word版)DEFORM-2D有限元模拟正反挤压
(完整word版)DEFORM-2D有限元模拟正反挤压
学生学号123456 实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAE综合实验开课学院材料学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级成型0802班2011 —2012 学年第一学期实验课程名称:材料CAE综合实验实验项目名称DEFORM-2D软件的操作与实例演练实验成绩实验者专业班级成型0802 组别同组者实验日期年月日第一部分:实验分析与设计(可加页)一、实验内容描述(问题域描述)1.了解认识DEFORM-2D软件的窗口界面。
2.了解DEFORM-2D界面中各功能键的作用。
3.掌握利用DEFORM-2D有限元建模的基本步骤。
4.学会进入前处理、后处理操作。
5.学会对DEFORM-2D模拟得出的图像进行数值分析,得出结论二、实验基本原理与设计(包括实验方案设计,实验手段的确定,试验步骤等,用硬件逻辑或者算法描述)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工业的各种成形工艺和热处理工艺。
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-2D适用于各种常见的UNIX工作站平台(HP,SGI,SUN,DEC,IBM)和Windows-NT微机平台。
可以分析平面应变和轴对称等二维模型。
它包含了最新的有限元分析技术,既适用于生产设计,又方便科学研究。
三、主要仪器设备及耗材1.计算机2.DEFORM-2D软件第二部分:实验调试与结果分析(可加页)一、调试过程(包括调试方法描述、实验数据记录,实验现象记录,实验过程发现的问题等)DEFORM-2D软件操作流程:一、前处理1. 创建新的问题打开DEFORM-2D软件,单击,“New Problem”,设置好存储路径,文件名改为英文。
2.设置模拟控制单击,打开Simulation Control窗口,设置单位为SI,如图,其他默认不变。
DEFORM-使用手册Word版
DEFORM-使⽤⼿册Word版DEFORM 2D-HT 使⽤⼿册1.⼏何操作-XYR格式1.1创建新作业1.2设置模拟控制1.3创建新对象1.4图视⼏何对象1.5保存作业1.6退出DEFORM TM-2D本章使⽤的图标:对象⼏何尺⼨定义⼏何尺⼨检查动态放⼤窗⼝放⼤动态平移保存⽂件1.⼏何输⼊操作-XYR格式1.1创建新作业注意:正确设置⽂档(⽂件夹)结构有利于⽂件调⽤,因⽽,⽤户最好事先建⽴作业⽬录路径。
例如,设定主⽬录LABS,⽽在LABS路径下建⽴⽬录LAB1、LAB2、LAB3等等。
启动DEFORM程序。
如果是UNIX平台的版本,⼀开始键⼊DEFORM2。
如果是PC平台的版本,在DEFORM⽬录下单击DEFORM2D。
DEFORM 的主系统窗⼝如图1-1所⽰:图1.1 DEFORM TM 2D系统窗⼝单击Create a New Directory图标,创建新路径(MESH),完成后单击OK按钮。
双击⽬录MESH打开该⽬录。
在⽂本框Problem ID中设置Problem ID(作业ID)为MESH。
完成以上过程后进⼊Pre-Processor(前处理)来定义模拟数据。
现在单击Pre-Processor 图标,DEFORM TM 2D的前处理窗⼝如图1.2所⽰,该窗⼝包括TOOLS,CONTROL,MESSAGE 和DISPLAY窗⼝。
图1.2 DEFORM TM 2D前处理窗⼝1.2设置模拟控制参数单击CONTROL窗⼝中的Simulation Controls按钮打开SIMULATION CONTROLS窗⼝(如图1.3)。
在⽂本框Simulation Title中键⼊模式名称为MESH,在本模拟过程中,我们使⽤SIMNLATION CONTROLS窗⼝的缺省设置。
(单位UNITS:英制English,变形Deformation:为ON,对象⼏何类型:轴对称Axisymmetric)。
基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟
基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒【期刊名称】《重庆理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(032)001【摘要】相对于传统切削加工方法,采用冷挤压工艺成形的筒形件可降低能耗、提高材料的利用率.采用DEFORM-3D有限元软件模拟分析了筒形件在挤压成形中金属流动的规律、等效应力、等效应变、最大主应力以及加载载荷等.研究结果表明:该筒形件挤压分为正挤压和反挤压2个阶段,整个挤压过程中模具载荷先平稳升高,然后急剧上升,最后阶段缓慢波动下降,所需最大成形力约为4570 kN.生产验证表明,试制产品与模拟结果一致性较好,简化了加工工序,可以大大提高生产效率.【总页数】5页(P124-128)【作者】陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒【作者单位】重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆市模具技术重点实验室,重庆 400054;江苏祥和电子科技有限公司,江苏徐州 221214;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆401120;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆 401120;重庆长安工业(集团)有限责任公司,重庆 401120;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;重庆市模具技术重点实验室,重庆 400054;江苏祥和电子科技有限公司,江苏徐州 221214;重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054【正文语种】中文【中图分类】TG376.3【相关文献】1.基于DEFORM-3D的筒形件冷挤压成形数值模拟 [J], 陈波;周志明;曾华成;熊祥亮;杨绍泽;唐丽文;黄灿;孟醒;;;;;2.基于DEFORM-3D汽车球头销冷挤压成形工艺研究 [J], 王敏3.基于DEFORM-3D的管材开式冷挤压过程的数值模拟 [J], 周祥;孟宪举4.基于Deform-3D两端齿形件的冷挤压成形数值模拟研究 [J], 张一兵;朱磊;任杰5.基于DEFORM-3D的铝合金筒形件旋压成形过程数值模拟 [J], 刘陶;龙思远因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
(完整word版)DEFORM软件介绍
DEFORM—3D的简介Deform(Design Enviroment for Forming)有限元分析系统是美国SFTC公司开发的一套专门用于金属塑性成形的软件。
通过在计算机上模拟整个加工过程,可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软件是一个高度模块化、集成化的有限元模拟系统,它主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块.前处理器:主要包括三个子模块(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、冲头行程及摩擦系数等初始条件;(2)网格的自动划分与自动再划分模块;(3)数据传递模块,当网格重划分后,能够在新旧网格之间实现应力、应变、速度场、边界条件等数据的传递,从而保证计算的连续性。
模拟器:真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的,Deform运行时,首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线性方程组,然后通过直接迭代法和Newton-Raphson法进行求解,求解的结果以二进制的形式进行保存,用户可在后处理器中获取所需要的结果后处理器:后处理器用于显示计算结果,结果可以是图形形式,也可以是数字、文字混编形式,获取的结果可为每一步的有限元网格;等效应力、等效应变;速度场、温度场及压力行程曲线等DEFORM软件操作流程(1)导入几何模型在DEFORM—3D软件中,不能直接建立三维几何模型,必须通过其他CAD/CAE 软件建模后导入导DEFORM系统中,目前,DEFORM—3D的几何模型接口格式有:①STL:几乎所有的CAD软件都有这个接口.它由一系列的三角形拟合曲面而成. ②UNV:是由SDRC公司(现合并到EDS公司)开发的软件IDEAS制作的三维实体造型及有限元网格文件格式,DEFOEM接受其划分的网格。
③PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限元网格文件格式。
DEFORM_2D和DEFORM_3DCAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用
文章编号:1001-4934(2000)03-0075-06DEFORM-2D和DEFORM-3D CAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用林新波(上海交通大学塑性成形工程系,上海 200030)摘 要:介绍了塑性变形有限元分析软件DEFORM的模块结构,并通过实例分析介绍了此软件在应力、应变分布、载荷计算、点的跟踪、模具填充、缺陷分析和缺陷预防等方面的应用。
关键词:DEFORM软件;有限元分析;塑性变形中图分类号:TG113.25+3 文献标识码:AAbstract:In this paper,the m odule structure of DEFORM is described sim ply.S ome typicalapplications are analyzed to dem onstrate the feasibility of DEFORM in simulating metal plasticdeformation such as the distribution of effective stress and effective strain,calculation of load2stroke,tracing of point,fill of m ould,analysis and prevention of defect.K ey w ords:DEFORM s oftware;FE M analysis;plastic deformation0 引言最近几年,随着计算科学的快速发展和有限元技术应用的日益成熟,C AE技术模拟分析金属在塑性变形过程中的流动规律在现实生产中得到愈来愈广泛的应用。
C AE技术的成功运用,不仅大大缩短了模具和新产品的开发周期,降低了生产成本,提高企业的市场竞争能力,而且有利于将有限元分析法和传统的实验方法结合起来,从而推动模具现代制造业的快速发展。
deform2d学习心得
deform2d学习心得deform2d学习心得●geometry-construct选项有自定义模块,可以选择轴对称(要在simulationcontrol的geometry里选后才有),或者是平面应变的。
●mesh里可以user define,这样可以自由的选择各点element的size,size1最小,其他以他为倍数即可。
●mesh里的remesh criteria的interference depth大小是以最小element的size的1/3。
●material基本上是美国牌号,aisi1008是碳素钢,中国牌号是08。
D2是常用的冷作模具钢。
●定义移动的模块在private die选项打上勾。
●simulation control的main里,unit选SI,mode选deformation(变形),考虑热影响加上heat transfer. geometry里,axisymmetry是轴对称,plane strain是平面应变。
●在simulation control的step里,general,with equal die displacement小于或等于最小element的边长的1/2。
其变形过程总的变形路程为l=(with equal die displacement)*(number of simulation steps).●在object positioning中,positioning object里选的为需要移动或旋转的模块,offset为偏移,可以在distance vector 里输入要移动的坐标,例如在(1,2)就是向上移1,向右移2。
也可用mouse点起始点和终点,所构成的矢量就是模块要移动的矢量。
interference为两模块移动到相接触干涉选项,其基础为前面所提,即要check模块的方向是逆时针方向,在deform中逆时针方向才是正确的方向,这样进行interference的模块才能按你的意愿contact,如果选-x,就是从属模块在-x方向向主模块contact,如果是在非x,y轴方向上,可以用other选项,比如输入(1,1),就是在45度角方向两模块来contact.在rotational选项中,可以输入旋转中心点,也可用mouse点取,然后输入旋转的角度,45度表示逆时针旋转45度(逆时针为正方向),flip选项是反方向用的。
deform挤压模拟课程设计
系 别: 机械工程学院ຫໍສະໝຸດ 专业班级 : 11 级材控 1 班
指导教师 : 张 金 标
组 别:
第五组
2014 年 6 月
铜陵学院机械工程学院课程设计
第一章 课程设计内容及任务分配...............................................................................................................- 1 1.1 概述...........................................................................................................................................................- 1 1.2 设计目的...................................................................................................................................................- 1 1.3 设计内容...................................................................................................................................................- 1 1.4 设计要求...................................................................................................................................................- 1 1.5 挤压方案任务分配...................................................................................................................................- 2 第二章 工艺参数...........................................................................................................................................- 3 2.1 工艺参数的设计.......................................................................................................................................- 3 2.1.1 摩擦系数的确定.....................................................................................................................................- 3 2.1.2 挤压速度的确定.....................................................................................................................................- 3 2.1.3 工模具预热温度的确定.........................................................................................................................- 3 第三章 模具尺寸的确定...............................................................................................................................- 4 3.1 挤压工模具示意图...................................................................................................................................- 4 3.2 模具尺寸的确定.......................................................................................................................................- 4 3.2.1 挤压模结构尺寸的确定..........................................................................................................................- 4 3.2.2 挤压筒结构尺寸的确定.......................................................................................................................- 6 3.2.3 挤压垫的结构及尺寸确定.....................................................................................................................- 7 第四章 实验模拟及数据提取分析.............................................................................................................- 8 4.1 挤压工模具及工件的三维造型................................................................................................................- 8 4.2 挤压模拟...................................................................................................................................................- 8 4.3 后处理.......................................................................................................................................................- 9 4.4 分析数据....................................................................................................................................................- 9 4.5 坯料温度对挤压力的影响.....................................................................................................................- 10 4.6 坯料预热温度对破坏系数的影响.........................................................................................................- 11 个人小结.........................................................................................................................................................- 12 参考文献..........................................................................................................................................................- 21附表 《塑性成型计算机模拟》课程设计成绩评定表
Deform模拟说明书
Deform模拟说明书第一章挤压工艺参数的确定1.1 坯料及尺寸选择挤压成品为φ60的黄铜(DIN CuZn40Pb2即HPb59-1)圆棒,为确保挤压过程有一定的挤压比确定坯料断面圆直径为φ90,长250mm的黄铜圆棒。
1.2 挤压温度挤压材料是HPb59-1,为保证挤压时的高塑性第抗力,要求有一定的挤压温度,参考资料可知,对于挤压HPb59-1棒材,锭坯原始温度在580℃~630℃,又由于挤压本身是产热的,则挤压初始温度不可过高,否则挤压到一定温度有可能导致挤压坯料熔化,故此设计挤压温度选择500℃。
在挤压时,为防止挤压温降过快,挤压筒需要预热,参考资料,挤压筒温度为350℃~400℃,此设计挤压筒温度为300℃。
1.3 挤压速度在选择挤压速度时应综合考虑合金的可挤压性、制品质量要求、挤压设备能力等因素的影响,参考资料可知挤压HPb59-1棒材的挤压速度在1.6~6.4mm/s之间,但挤压时速度过大或过小均会导致挤压缺陷,且挤压速度过高时对挤压设备和挤压坯料的要求均会提高,挤压速度过小时,无法满足挤压生产效率,故此设计选择挤压速度为2mm/s。
第二章工模具设计2.1 工模具结构分析挤压成品为φ60mm的圆棒,挤压所需的工具有挤压筒、挤压垫和挤压模。
挤压筒容纳高温锭坯,其外形尺寸应为三层材料的尺寸组合。
为防止挤压力过大,挤压表面质量过差,挤压模使用锥模结构,如图2-1所示。
2.2 工模具尺寸设计挤压所用坯料为φ90×30mm的黄铜圆棒,故挤压筒的内径、挤压垫的外径和锥模的入口锥直径均为90mm。
2.2.1 挤压垫尺寸设计挤压垫做成圆形,其外径为φ90mm,厚度为直径的0.2~0.7倍(即18~63mm)。
2.2.2 挤压筒尺寸设计挤压筒在挤压过程中防止坯料金属外流,内径与坯料尺寸匹配为φ90mm,挤压筒长度Lt计算式为:L t =(Lmax+L)+S+t式中 Lmax ——锭坯最大长度,对铜合金为(1.5~2.5)D;L——锭坯穿孔时金属增加的长度;t——模子进入挤压筒的深度;S——挤压垫厚度。
基于Deform轴类零件台阶圆角开式冷挤压工艺有限元模拟
基于 轴类零件台阶圆角 D e f o r m 开式冷挤压工艺有限元模拟裴未迟,张玉强,孟宪举( 河北联合大学机械工程学院,唐山 063009)摘要:研究了电机轴台阶圆角开式冷挤压过程中金属的流动规律以及不同工艺组合下的变形程度值和轴向镦粗情况,并与实验结果进行对比验证,从而得到完全成形和基本成形时的变形程度和圆角半径的取值范围,给出了阶梯轴开式 冷挤压成形有关过渡圆角挤压的可行范围。
关键词:台阶圆角; 开式冷挤压; 有限元模拟; D eform-3D 软件 中图分类号:TG371 文献标志码:A 文章编号:1671—3133(2011)06—0073—04F i n i t e e l e m e n t s i mu l a t i o n f o r s h o u l d e r f ill e t of s h a ft p a r t s i no p e n -d i e co l d e x t r u s i o n p r oc ess based on d e f o r mP E I W e i -c h i ,Z HA NG Y u-q i a n g ,M E NG X i a n-j u( C o ll ege of M ec h a n i ca l E n g i n ee r i n g ,H ebe i C o n soc i a t i o n Un i v e r s i ty ,T a n gs h a n 063009,H ebe i ,Ch i n a)Ab s tr ac t : Study abo ut t he r u l e of m e t a l f l o w in t he s h o u l d e r f ill e t of shaft parts o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n p r ocess ,d e f o r m a t i o n v a l u e and co nt i nu o u s up se tt i n g s i tu a t i o n under d i ff e r e nt co mb i n e d p r ocesses . Then mad e the co mp a r s i o n v e r i f i ca t i o n w i th the e xp e r i m e n- t a l r es u l t s . The d e f o r m a t i o n and the range of round-corner r a d i u s were o bt a i n e d under the s i tu a t i o n of p e r f ec t l y formed and b as i - ca ll y f o r m e d . F i n a ll y ,th e extent p r ac t i ca b l e of the f ill e t e xt r u s i o n p r ocess in mu l t i -d i a m e t e r shaft o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n p r ocess wer e g i v e n .K e y w o r d s : f ill e t ; o p e n-d i e co l d e xt r u s i o n ; f i n i t e e l e m e nt s i mu l a t i o n ; D e f o r m-3D轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一,轴 类零件一般两端有台阶,台阶间为小圆角过渡,各台 阶的直径变化量不大,阶梯轴如图 1 所示。
deform模拟实验报告_正挤_反挤_图文(精)
学生学号实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAM开课学院材料学院指导老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.是否按时参加实验着重考查学生的实验态度、基本操30%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作技能;严谨的治学态度、团结协作精神结果分析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CAM实验项目名称DEFORM-2D软件的操作与实例演练实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期年月日第一部分: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软件的窗口界面。
DEFORM模拟锻压挤压实验报告
铜陵学院课程实验报告实验课程材料成型计算机模拟指导教师专业班级姓名学号2014年05月11日实验一 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热能,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。
(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700℃。
(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;砧板工件锤头图1 圆柱体压缩过程模拟(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)比较实验 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DEFORM6.1File New Problem Next在Problem Name栏中填写“Forging” Finish进入前前处理界面;单位制度选择:点击Simulation Conrol按钮Main按钮在Units栏中选中SI(国际标准单位制度)。
添加对象:点击+按钮添加对象,依次为“workpiece”、“topdie”、“bottomdie”。
基于DEFORM2D的纯铜管热挤压过程的数值模拟
挤压过程的数值模拟, 获得了不同挤压速度下变形材料内部的温度场、应力, 变形材料内部的温升和等效应变速率明显提高; 等效应力是先提高, 而在高速挤
压时又下降; 等效应变则无明显变化。
关键词: 热挤压; 数值模拟; 纯铜管; DEFORM 2D; 挤压速度
52
《热加工工艺》2006 年第 35 卷第 17 期
铸 造·锻 压 (5) Casting & Forging
等 效 应 力×107/ Pa 6.610 5.056
3.503 1.950
0.396 Max. 6.610 Min. 0.396
(a)
等 效 应 力×107/ Pa 7.439 5.744 4.050 2.355 0.661
图 3 为纯铜管在四种挤压速度下模拟变形的 温度云图。由图 3 可见, 在其它条件不变的情况 下, 随着挤压速度的提高, 因塑性变形热效应的影 响, 不仅高温区域由压缩锥芯部向定径区扩展, 而 且最高温度由低速挤压的 700℃左右变为高速挤 压的 1 000℃以上。因此, 实际加工时应合理控制 挤压速度, 以降低铜管挤压时的粘模倾向, 并防止 挤压管过烧。从模拟 变形的结果 可见, 在 vj=30 mm/s 的快速挤压条件下, 虽然可能并不会使铜管 产生过烧, 但粘模会很严重, 从而降低模具使用寿 命。所以挤压轴速度应控制在 30 mm/s 以下。
科学合理的设计方法是基于管材热挤压过程 中工模具及变形材料的应力、应变、温度及流动速 度的分布与变化规律, 而获得这些力学参数的传 统方法是采用工程法计算, 不仅繁琐, 而且局限性 和误差大[2]。计算机技术是现代工业的 重要辅助 手段, 计算机模拟仿真技术已普遍应用到锻造、轧
收稿日期: 2006-04-17 作者简介: 林高用( 1966-) , 男, 湖南 省 洞 口 县 人 , 副 教 授 , 博 士 , 主
deform模拟实验报告-正挤-反挤
武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAM 开课学院材料学院指导老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。
实验课程名称材料成型CAM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-2D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。
基于DEFORM的索具接头内孔反挤压成形数值模拟
第38卷第4期 2017年8月河北科技大学学报V o l.38,No.4 Aug. 2017Journal of Hebei University of Science and Technology 文章编号:1008-1542 (2017) 04-0383-06doi :10. 7535/hbkd. 2017yx04010基于DEFORM 的索具接头内孔反挤压成形数值模拟(1.河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄 050018; 2.巨力索具股份有限公司,河北保定 072550)摘要:为研究索具接头内孔挤压成形的可行性,采用有限元方法对索具接头内孔热挤压成形工艺进行了数值模拟分析。
从金属流动规律及金属的流线分布两方面分析了索具接头内孔的成形性,并研究了不同挤压条件下索具接头的应力场、应变场及成形件晶粒大小的关系。
确定了热挤压工艺参数:初始挤压温度为1 100〜1 150 °C ,挤压速度为10 mm /s 。
通过有限元分析研究得出,内孔成形挤压后金属流线分布合理,无明显交叉、断裂的情况,且成形效果较好,尺寸精度较高。
因此,该索具接头内孔热反挤压成形工艺切实可行。
关键词:塑性加工工艺与设备;索具接头;反挤压;内孔成形;数值模拟;成形工艺中图分类号:TG 376. 2 文献标志码:ANumerical simulation for inverse extrusion forming of the holeof a rigging joint based on DEFORMJI Xiaolei1,HAN Pengbiao1,LU Suling1,LIU Le1,MA Lei1,WANG Tonghui 2,CHEN Yuxi2,CUI Jianying 2(1. School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang, Hebei 050018, China ; 2. Juli Sling Company Limited, Baoding, Hebei 072550, China)Abstract : In order to study the feasibility of hot forging forming process for rigging joints, the numerical simulation of hot inverse extrusion forming technology of the hole of a rigging joint is analyzed with finite element method, and the formability of rigging joint hole is analyzed from both metal flow regularity and metal streamline distribution. The relationships of rigging joints under different extrusion conditions between stress field, strain field and change of grain size of the extrusion parts are studied. The extrusion technological parameters are obtained which are initial temperature of 1 100^1 150 °C and extrusion speed of 10 mm/s. Through finite element analysis, after forming of the hole under extrusion, the simulation results show that the distribution of metal flow line is reasonable, there is no obvious cross or fracture, the forming result is good, and the dimensional accuracy is high. So the hot inverse extrusion forming of the hole of the rigging joint is feasible.收稿日期:2016-12-30;修回日期:2017-02-18;责任编辑:陈书欣基金项目:河北省科技计划项目(15211804D)第一作者简介:冀晓磊(1988—),男,河北邯郸人,硕士研究生,主要从事金属塑性加工方面的研究。
DEFORM平台下奥氏体不锈钢压缩热变形有限元模拟
服准则反应了有效应变与有效应变率及材料屈服应
力 之 间 的 关 系 .具 体 表 达 式 为
σ=Y
(1)·即 Nhomakorabeaσ=cεnεm +y
(2)
·
式中:ε为有效应变;ε为有 效 应 变 率;m 为 应 变 率 指
数;n 为应变指数;c,y 为常数;Y 为材料屈服应力.
图 2 高 温 压 缩 试 验 工 艺 Fig.2 Testing process of high-temperature compressed
(1.State Key Laboratory of Gansu Advanced Nonferrous Metal Materials,Lanzhou Univ.of Tech.Lanzhou 730050,China;2.Key Labora- tory of Nonferrous Metal Alloys,The Ministry of Education,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China)
Key words:304stainless steel;DEFORM;finite element;stress;strain
随着近几年计算机技术在各个行业中的广泛应 用,国内外学者已经 开 始 将 模 拟 应 用 于 钢 的 热 变 形 加 工 中 ,逐 渐 涉 及 到 加 热 过 程 中 诸 多 的 物 理 现 象 ,如 动态再结晶、静态 再 结 晶、动 态 回 复、亚 动 态 再 结 晶 等 过 程 .大 量 结 果 表 明 ,采 用 模 拟 和 实 验 相 结 合 是 不 锈钢高温组织与高 温 力 学 性 能 研 究 的 有 效 途 径,即 利用大量现有实验数据通过各种热力学软件可以进 一步精确预测 高 温 下 钢 的 相 组 织 和 真 应 力-应 变 曲 线[1-2].但是,软件 本 身 自 带 资 料 库 往 往 会 与 实 际 的 实验数据存在重大 误 差,这 就 需 要 建 立 自 己 的 资 料 库 ,对 材 料 性 能 进 行 重 新 定 义 .本 文 采 用 304 奥 氏 体
Deform2D锻压模拟设置详解
Deform2D锻压模拟设置详解在进行对称件或者板材类分析时,相对Deform3D,采用2D进行截面分析可以减少网格数目加快分析效率。
本文就通过Deform2D进行回转体结构和板材类截面的2D分析设置的过程和注意事项进行了详细的说明。
在对称件或者板材类分析时,如果特征小细小就会有很多的网格,计算效率很慢,这时如果采用2D进行一个截面的分析,网格数目就会减少,分析效率大幅提升,Deform支持2D 的回转体结构和板材类截面的2D分析,下面就设置的过程和注意事项详细的说明一下:1 2D曲线的处理方法及注意事项2D分析比较繁琐的就是分析所需截面的曲线的处理,说实话现在都是3D模型了,而Deform目前不支持直接将3D的截面提取出来,所以没法子,只能一条条的手动做好了,保存成DXF或者IGES;这个过程没有取巧的地方。
注意:最好在一个草图内完成,还有坐标系下,也就是说所以的曲线都是在一个面上的,如果不是一个面就惨了;所有的IGES曲线保存到一个文件就可以了,Deform调入的时候允许手动的选取需要的曲线。
点击图片查看大图图1 截面的曲线的处理2 新建案例,调入曲线,进行设置Deform2D的设置方式和3D的基本一致,这里不再一一的详细说明,所有的流程和操作方式都是一样的,只是一个是3D模型一个是2D的曲线;不过在调入曲面时需要注意以下事项:A:曲线的选择调入曲线后,如果存在多条曲线,需要选择当前工具所需要的线条,然后点KEEP,如果选错了,就点Restore,重新选择;点击图片查看大图图2 曲线的选择B:曲线的封闭性曲线所代表的模具,最好是封闭的,而且一个模面最好是一条封闭曲线,但是有时候Deform2D导入曲线后,一个封闭曲线被打散了,这个时候就需要进行缝合;在/cp/选择了正确的线条后,全部选中,点Merge;(注意,端点需要重合的线,分离的不行)点击图片查看大图图3 曲线的封闭性C:曲线的作用方向(这个非常重要,如果和workpiece接触后不起作用,就是这个问题)如下图所示:曲线的阴影部分向内,如果向外了,曲线就不起作用了,如果阴影部分向外,则需要点Reverse GEO予以翻转。
DEFORM-2D操作指南
图 1.3 - Simulation Controls 窗口 1.3 创建新对象
选择 Control 窗口中的 Objects 按钮,打开 Objects 窗口,在本窗口中为所定的 对象设置数据,在这儿无需创建新对象。因为已有一缺省对象 object#1。
图 1.4 - Objects 窗口 把对象 1 的 Object name 设为 BILLET,Object Type(对象类型)为 Plastic(塑性),
图 2.1 - IGES File Selection 窗口
图 2.2 - IGES File Input 窗口
7
图 2.3 - Object #1 in the Display 窗口
图 2.4 - IGES 窗口 单击 IGES TRANSLATOR 窗口中的 OK 按钮,来输入所选择的曲线。Geometry 窗口中 的表列出了组成几何图形的一系列点。 Check Geometry 窗口中有 “if you want to check geometry”(你是否想检查几 何图形)的查询信息,单击 Yes 按钮,如果一切正确,会有信息 “The object geometry is legal”,的提示框出现,单击 OK 按钮,现在单击 Geometry 窗口中的 OK 按钮,Display 窗口会显示已输入的圆柱形 BILLET。 2.3.2 对象 2 单击 OBJECTS 窗口中的 Add Objects 按钮创建新对象 object#2。一标有 object#2
9
3.几何尺寸输入-几何修正
3.1 打开-旧问题 3.2 设置模拟控制 3.3 创建新对象 3.4 保存问题
本章使用图标
对象几何尺寸
缩放窗口
检查几何尺寸
2024版Deform详细教程学习教案
实例演示:材料属性与边界条件设置
1
实例背景
假设我们要模拟一个铝合金板的冲压过程, 需要设置铝合金的材料属性和冲压模具的 边界条件。
2
材料属性设置
首先,我们需要在Deform中定义铝合金 的密度、弹性模量、泊松比和屈服强度等 物理和机械属性。这些属性可以通过查找 铝合金的材料手册或实验数据获取,并输 入到软件中进行设置。
热-流耦合分析
研究材料在热流作用下的传热和流 动特性。
优化设计方法与案例分享
形状优化
通过改变结构形状来优化性能, 如减小应力集中、提高刚度等。
拓扑优化
在给定设计空间内寻找最优材料 分布,实现轻量化设计。
参数优化
调整设计参数,如尺寸、角度等, 以优化目标函数。
自定义函数及二次开发简介
自定义函数
用户可编写自己的函数,实现特定功能或改进算 法。
3
边界条件设置
接下来,我们需要设置冲压模具的边界条 件。假设模具是刚性的,我们可以在模具 上选择特定的节点,并指定其位移为零, 以模拟模具的固定不动。同时,我们还需 要在铝合金板上施加压力载荷,以模拟冲 压过程中的力学行为。这些边界条件可以 通过Deform的图形界面或命令行方式进 行设置,确保模拟的准确性。
02
03
通过多个案例的学习,熟悉了 Deform在金属成形、热处理等领 域的应用。
04
未来发展趋势预测
01
随着计算机技术的不断发展, 有限元分析软件的计算效率和 精度将不断提高,使得更复杂 的工程问题得以解决。
02
材料数据库将不断完善,为有 限元分析提供更准确、全面的 材料性能数据。
03
人工智能、机器学习等技术的 引入,将进一步提高有限元分 析的自动化和智能化水平。
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学生学号123456 实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAE综合实验开课学院材料学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级成型0802班2011 —2012 学年第一学期实验课程名称:材料CAE综合实验实验项目名称DEFORM-2D软件的操作与实例演练实验成绩实验者专业班级成型0802 组别同组者实验日期年月日第一部分:实验分析与设计(可加页)一、实验内容描述(问题域描述)1.了解认识DEFORM-2D软件的窗口界面。
2.了解DEFORM-2D界面中各功能键的作用。
3.掌握利用DEFORM-2D有限元建模的基本步骤。
4.学会进入前处理、后处理操作。
5.学会对DEFORM-2D模拟得出的图像进行数值分析,得出结论二、实验基本原理与设计(包括实验方案设计,实验手段的确定,试验步骤等,用硬件逻辑或者算法描述)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工业的各种成形工艺和热处理工艺。
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-2D适用于各种常见的UNIX工作站平台(HP,SGI,SUN,DEC,IBM)和Windows-NT微机平台。
可以分析平面应变和轴对称等二维模型。
它包含了最新的有限元分析技术,既适用于生产设计,又方便科学研究。
三、主要仪器设备及耗材1.计算机2.DEFORM-2D软件第二部分:实验调试与结果分析(可加页)一、调试过程(包括调试方法描述、实验数据记录,实验现象记录,实验过程发现的问题等)DEFORM-2D软件操作流程:一、前处理1. 创建新的问题打开DEFORM-2D软件,单击,“New Problem”,设置好存储路径,文件名改为英文。
2.设置模拟控制单击,打开Simulation Control窗口,设置单位为SI,如图,其他默认不变。
3.添加新对象单击两下,添加工件,凸模,凹模。
如图1所示图14.建立工件模型可导入工件模型,单击按钮,也可以新建工件模型,单击,,,进入编辑界面,输入各参数,如图2图25.划分网格单击,设置网格数,如图3所示6.选择材料单击,这材料列表选择材料,如图4所示,材料选择后单击确定。
图3图47.设置边界条件单击,选择工件上顶点和下顶点,如图5所示,单击完成,如图6所示。
图5 图68.建立凸模、凹模模型。
方法如步骤4,输入参数建立。
9.设置挤压步数单击,设置挤压步数,如图7.图710.设置凸模挤压速度单击,,设置速度,如图8.图8 图911.设置各几何模型的位置关系单击进行设置,如图912.设置摩擦因子单击进入界面,点击“Edit”,设置摩擦因子,单击,单击,单击“OK”完成,如图10图10 图1113.生成数据库单击,,,完成数据库的生成,保存后推出。
二、求解1.单击“File”“Change Browse Location”,找到先前存储的文件路径,打开,单击或,如图11所示,当计算中止时应单击,单击“First”进行改正。
三、后处理当运算完成后单击,单击观看模拟过程,如图12所示。
单击,查看变形力随时间变化的曲线,如图13所示。
单击,分别查看应力关系(图14),应变关系(图15),挤压件损坏程度(图16)图12 图13图14 图15 图16二、实验结果及分析(包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等)在实验过程中,应遵循实验步骤进行建模,任何参数的设置都必须正确有序,例如先进行模型的参数设置,再设置几何模型的位置关系,不然运算将会出错。
在运算过程中程序本身会进行自我修复,遇到不可修复的问题时将停止运行,这时需要进入前处理进行改正。
三、实验小结、建议及体会通过本次实验,我掌握了利用DEFORM-2D有限元建模的基本步骤。
在此过程中了解了各功能键的作用并能熟稔运用,学会进入前处理、后处理操作。
学会对DEFORM-2D模拟得出的图像进行数值分析,得出结论。
在生成数据库时运算中止过,通过进入前处理进行修改,和同学讨论,再次运行获得成功。
实验课程名称:材料成型CAE综合实验实验项目名称正挤成型有限元模拟实验成绩实验者专业班级成型0802班组别同组者实验日期年月日第一部分:实验分析与设计(可加页)一、实验内容描述(问题域描述)主要研究影响正挤压变形力的主要因素1) 不同金属材料:10 45 702) 变形温度: 20℃ 800℃ 1200℃3) 摩擦因子 m: 0.1 0.2 0.44) 挤压速度:10mm/s, 20 mm/s, 40 mm/s5) 凹模锥角:60° 90° 120° 180°挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm正挤压示意图二、实验基本原理与设计(包括实验方案设计,实验手段的确定,试验步骤等,用硬件逻辑或者算法描述)本次实验是主要研究影响正挤压变形力的主要因素,研究对象有不同金属材料、变形温度、摩擦因子、挤压速度、凹模锥角。
故采用控制变量法进行实验研究。
最后根据运算结果进行分析得出结论。
三、主要仪器设备及耗材1.计算机2.DEFORM-2D软件第二部分:实验调试与结果分析(可加页)一、调试过程(包括调试方法描述、实验数据记录,实验现象记录,实验过程发现的问题等)本次实验是主要研究影响正挤压变形力的主要因素,研究对象有不同金属材料、变形温度、摩擦因子、挤压速度、凹模锥角。
故采用控制变量法进行实验研究。
实验给出的挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm步骤如下:1.研究不同金属材料其中固定变形温度20℃,摩擦因子0.1,挤压速度20㎜/S,凹模锥角90°。
挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm,取工件高度为15mm,凹模高度42mm,窄度10mm。
划分网格数1000,尺寸比例取1,下压步数150步,每步下压0.1mm。
1)材料为10号钢,牌号AISI-1010,COLD(20C),运算结果如图1由图可读出最大挤压力为9.03×105N。
图12)材料为45号钢,牌号为牌号AISI-1045,COLD(20C),运算结果如图2 由图可读出最大挤压力为1.23×106N。
图23)材料为70号钢,牌号为牌号AISI-1070,COLD(20-500C),运算结果如图3 由图可读出最大挤压力为1.28×106N。
图32.研究不同变形温度其中固定材料AISI-4210(20-1200C)摩擦因子0.1,挤压速度20㎜/S,凹模锥角90°。
挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm,取工件高度为15mm,凹模高度42mm,窄度10mm。
划分网格数1000,尺寸比例取1,下压步数150步,每步下压0.1mm。
1)变形温度为20℃,运算结果如图4,由图可读出最大挤压力为1.23×106 N图42)变形温度为800℃,运算结果如图5,由图可读出最大挤压力为4.29×105 N图53)变形温度1200℃,运算结果如图6,由图可读出最大挤压力为1.47×105 N图63.研究摩擦因子其中固定材料45号钢,牌号AISI-1045[1650-2200F(900-1200C)],摩擦因子0.1,变形温度1200℃,挤压速度20㎜/S,凹模锥角90°。
挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm,取工件高度为15mm,凹模高度42mm,窄度10mm。
划分网格数1000,尺寸比例取1,下压步数150步,每步下压0.1mm。
1)摩擦因子为0.1,运算结果如图7,由图可读出最大挤压力为1.56×105 N图72)摩擦因子为0.2,运算结果如图8,由图可读出最大挤压力为 1.62×105 N图83)摩擦因子为0.4,运算结果如图9,如图可读出最大挤压力为1.84×105 N图94.研究挤压速度其中固定材料45号钢,牌号AISI-1045[1650-2200F(900-1200C)],摩擦因子0.4,变形温度1200℃,凹模锥角90°。
挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm,取工件高度为15mm,凹模高度42mm,窄度10mm。
划分网格数1000,尺寸比例取1,下压步数150步,每步下压0.1mm。
1)挤压速度10mm/s,运算结果如图10,由图可读出最大挤压速度为1.56×105 N图102)挤压速度20mm/s,运算结果如图11,由图可读出最大挤压力为1.77×105 N图113)挤压速度40mm/s,运算结果如图12,由图可读出最大挤压力为2.01×105 N图125.研究凹模锥角其中固定材料10号钢,牌号AISI-1010,COLD(20C),摩擦因子0.1,变形温度20℃。
挤压凹模D1=29mm,挤压凹模d1=14mm,取工件高度为15mm,划分网格数1000,尺寸比例取1。
1)凹模锥角60°,运算结果如图13所示,由图可读出最大挤压力为7.86×105 N图132)凹模锥角90°,运算结果如图14所示,由图可读出最大挤压力为9.2×105 N图143)凹模锥角120°,运算结果如图15所示,由图可读出最大挤压力为9.90×105 N图154)凹模锥角180°,运算结果如图16所示,由图可读出最大挤压力为1.01×106 N图16二、实验结果及分析(包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等)本次实验是主要研究影响正挤压变形力的主要因素,研究对象有不同金属材料、变形温度、摩擦因子、挤压速度、凹模锥角。
分析如下:1)不同材料。
10号钢,45号钢,70号钢,所需最大挤压力分别为9.03×105N,1.23×106N。
,1.28×106N,钢含碳量越高,所需最大挤压力越大。
2)变形温度。
变形温度20℃,800℃,1200℃,所需的最大挤压力分别是1.23×106N,4.29×105 N,1.47×105 N实验结果差异明显,说明变形温度越高,挤压难度减小。
3)摩擦因子。
摩擦因子0.1,0.2,0.4,三次模拟中最大挤压力分别为1.56×105 N,1.62×105 N,1.84×105 N。
摩擦愈大,挤压力愈大。
4)挤压速度。
在挤压速度为10mm/s,20mm/s和40mm/s时所对应的最大挤压力分别为1.56×105N,1.77×105N,2.01×105N,挤压速度越大,最大挤压力略微增加。