武汉理工大学deform-2d实验
基于Deform 2D的椭圆振动切削仿真研究
基于Deform 2D的椭圆振动切削仿真研究MA Wei;ZHOU Xiao-qin;XIE Xue-fan;LI Guo-fa【摘要】鉴于椭圆振动切削(Elliptical Vibration Cutting,EVC)方法在高质高效加工黑色金属、硬质合金和硬脆材料等加工材料方面存在巨大优势,文章将基于Deform 2D有限元软件对EVC及传统切削过程中切削力、应力及应变等关键特征进行对比分析研究,仿真结果表明:两者最大切削力基本相同,但EVC的平均切削力要远小于后者,且其等效应力高度集中于刀具-切屑的接触区域,形成切屑更薄且具有很好的连续性,对于延长刀具使用寿命和实现脆性材料的延性切削具有重要的研究价值和应用前景.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P118-121)【关键词】有限元分析;切削力;等效应力;椭圆振动切削【作者】MA Wei;ZHOU Xiao-qin;XIE Xue-fan;LI Guo-fa【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG51 引言椭圆振动切削（Elliptical vibration cutting，EVC）方法自1993年被文献[1]提出以来，因其在降低切削力、延长刀具寿命、改善表面质量和精度、实现脆性材料的延性切削以及抑制加工毛刺等多方面呈现出的显著优势而备受国内外学术界和工程界的青睐，尤其适合硬质合金、黑色金属、硬脆材料以及复合材料等难加工材料的高质高效去除[2-3]，被广泛应用于精密工程、光学工程、航空航天和半导体等许多关键领域。
文献[2]利用2D-VAM方法对镀硬铜及不锈钢加工微结构，实现了较大深度尺寸特征，抑制毛刺形成并获取光学级表面质量；文献[3]对淬硬钢进行EVC切削，结果表明EVC切削具有优越的性能，并将EVC切削成功应用于球形模具以及柔性微结构加工。
然而，目前针对EVC加工机理的相关研究并不十分完善，切削工艺参数对表面质量及加工精度的影响规律也并不十分明确，因此深入理解EVC过程需要进一步研究相关的预测理论和量化模型。
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。
DEFORM-2D使用说明断裂准则
Note: This document references the file FRAC.KEY that accompanies DEFORM-2D and is located in the subfolder DATA.Figure 47: The blanking case FRAC.KEYTo activate fracture, the following actions must be taken:1. Choose the damage model to be used and select a critical value. This damage model is chosen in the material properties->advanced dialog as seen in Figure 48. The critical damage value is set in the dialog seen in Figure 49.2. Set the number of fracture elements under Properties->Fracture for the object that will have the fracture occur as seen in Figure 50. The recommended setting is to set fracture elements to a value between 2 and 5. This setting will delete elements after the set number of elements is above the critical damage value.3. Refine the mesh in the region where the fracture will occur as seen in Figure 51. The mechanics of fracture may involve a high gradient of damage, strain and other variables. A fine mesh aids in properly capturing this behavior.After setting these three items, a result as seen in Figure 52 can be attained.Figure 49: Setting the critical damage valueFigure 51: The mesh in the fracture region needs to be made fine to capture themechanics properly。
基于DEFORM逆向运算的预锻件优化
挤压模具型腔轮廓形状进行优化设计， 获得优化 了的凹模型腔轮廓曲线[5]。 王广春采用微观遗传算 法和有限元模拟方法开发了基于预成形设计的锻 造过程微观组织优化程序 [6]。 Altan 对于横截面为 肋-腹板型的锻件的预锻设计进行研究 [7]， 认为 L 型 截 面 代 表 了 肋-腹 板 型 锻 件 的 最 基 本 组 成 部 分 ， 所有近似于肋-腹板型锻件的横截面可看作是由 不同的 L 型截面的组合体，即两个 L 型截面可组 合成一个 T 型截面，四个 L 型截面可组合成一个 H 型截面，并给出了预锻件设计的通用公式。
上半月出版
Casting·Forging·Welding 金属铸锻焊技术
基于 DEFORM 逆向运算的预锻件优化
王华君，张亚南，王华昌，汪学阳 （武汉理工大学 材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430070）
摘 要：以 DEFORM-2D 软件 Preform Optimization 模块为平台，以 B 样条曲线表示预锻件模具型腔形状，运
标函数可表示为:
N
Σ 准=
(ε軈i
-
ε軈avg
2
)
i=1
N
Σ 式中：ε軈i
为单元
i
的等效应变；
ε軈avg
=
1 N
·
i=1
ε軈j 为所
有单元的平均等效应变；N 是单元总数。
目标函数 准 越小，设计获得的最终成形件的
形状和变形均匀性的综合性能就越好。 优化问题
就定义为通过使总目标函数取最小值的 B 样条
badrinarayananfourment等根据结构优化设计中的敏感性分析方法将正向有限元数值模拟方法和最优化方法相结合提出了一种预成形工步和预成形设计的新方法23赵国群等对链轨节锻件预成形进行设计实现了从理想形状的终锻件设计预成形件和预成形模具的目标挤压模具型腔轮廓形状进行优化设计获得优化了的凹模型腔轮廓曲线王广春采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了基于预成形设计的锻造过程微观组织优化程序altan对于横截面为肋腹板型的锻件的预锻设计进行研究型截面代表了肋腹板型锻件的最基本组成部分所有近似于肋腹板型锻件的横截面可看作是由不同的型截面可组合成一个型截面并给出了预锻件设计的通用公式
布拉格光栅监测不同厚度方向的固化残余应力_田恒
布拉格光栅监测不同厚度方向的固化残余应力＊田 恒，王继辉，冀运东，胡海晓，张红元，徐 喆（武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北武汉４３００１０）摘 要： 复合材料在固化过程中产生的残余应力会严重影响材料的使用和安全。
首先在研究和测试了布拉格光栅温度和应力灵敏度的基础上，将３根光栅分别以平行于碳纤维的方向置入预浸料的上、中、下３个位置，以此获得复合材料不同厚度位置的残余应力变化情况。
监测结果表明，上、下层光栅监测到的预浸料固化过程几乎完全一致，而在降温时下层的布拉格光栅残余应力则比上层的要大得多，中间层布拉格光栅在固化过程中测得的残余应力最小，但在降温过程中的热残余应力不易释放而导致最后的残余应力也较大。
关键词： 布拉格光栅传感器；预浸料；热压罐成型；固化行为；残余应力中图分类号： ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１２）１９－２６７１－０４１ 引 言先进复合材料自２０世纪６０年代中期问世以来，以其比强度、比模量高，抗磁性、抗腐蚀、抗磨性和抗疲劳性能优异，而且具有很强的可设计性和尺寸稳定性［１］等特点，很快引起了飞机制造业的广泛关注，并且迅速发展成为继铝合金、钛合金、钢之后，大飞机主要结构材料之一。
但由于许多先进复合材料的固化都是在较高温度中完成的，并且树脂和纤维之间或者不同铺层方向之间热性质的差异［２］，会在最后成型的材料中产生残留应力，对材料结构的短期和长期性能产生重要影响，甚至还会降低材料的强度和断裂韧性，使基体产生裂纹、脱层，影响先进复合材料的使用安全［３，４］。
复合材料中的残余应力一般都产生于固化过程中，而且都较小，这就给残余应力的测量增添了一定的困难。
目前两大类方法被用来测量复合材料的固化残余应力，即无损检测和有损检测。
由于光纤的直径大于增强纤维，并且光纤和增强纤维感知化学和温度引起的应力应变方式是相同的，所以用布拉格光栅去收集局部应力应变的信息是最佳的选择。
早在２０００年，Ｍｕｒｕｋｅｓｈａｎ等［５］就较早通过布拉格光栅的波长很容易监测到了树脂玻璃态的起始时刻，同时发现有缺陷试样的固化和无缺陷的固化对布拉格光栅信号的影响是不同的。
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。
基于DEFORM的轮毂轴承单元精密锻造数值模拟
基于DEFORM的轮毂轴承单元精密锻造数值模拟
郭巍;毛华杰;鄢敏;黄常翼;耿红正
【期刊名称】《中国水运（下半月）》
【年(卷),期】2008(008)006
【摘要】本文运用deform软件对轮毂轴承单元锻造加工过程进行了计算机仿真.以有限元方法基本原理为基础,运用Pro/ENGINEER建立了轮毂轴承单元锻造数值模拟模型.以二代轮毂轴承内圈锻造为例进行模拟分析.
【总页数】2页(P125-126)
【作者】郭巍;毛华杰;鄢敏;黄常翼;耿红正
【作者单位】武汉理工大学,材料学院,湖北,武汉430070;武汉理工大学,材料学院,湖北,武汉430070;武汉理工大学,材料学院,湖北,武汉430070;武汉理工大学,材料学院,湖北,武汉430070;武汉理工大学,材料学院,湖北,武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】U463.343
【相关文献】
1.基于ROMAXDESIGNER的第3代轮毂轴承单元寿命计算分析 [J], 谢长卫;李建辉;张林
2.基于MATLAB的轿车轮毂轴承单元疲劳寿命计算分析软件的开发 [J], 熊伟;陈国华;梅松
3.基于有限元法的重卡轮毂轴承单元温度场分析 [J], 童成鹏;朱约瑟;范零峰;王建航;雷良育
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的板条冲压扭曲成形数值模拟 [J], 王磊;杨启正;张如华
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Deform试验
刚（粘）塑性有限元的基本原理
• 在塑性加工的体积成形工艺中，变形体 产生了较大的塑性变形，而弹性变形相 对很小，可以忽略不计，此时可认为是 刚塑性问题，如锻造、挤压等；相应地 则可以用刚塑性有限元法分析。刚塑性 有限元法是在马尔可夫（Markov）变分 原理的基础上，引入体积不可压缩条件 后建立的。
• 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）。
• 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）。
体积成形模拟软件DEFORM
• DEFORM是一个模块化、集成化的有限元模拟系统， 它包括前处理器，后处理器、有限元模拟器和用户处 理器四个功能模块。其系统结构如图7-5所示 • DEFORM有一个较完整的CAE集成环境，具有强大而 灵活的图形界面，使用户能有效地进行前后处理。在 前处理中，模具与坯料几何信息可由其他CAD软件生 成的STL或SLA格式的文件输入，并提供了3D 几何操 纵修正工具，方便几何模型的建立；网格生成器可自 动对成形工件进行有限元网格的划分和变形过程中的 重新划分，并自动生成边界条件，确保数据准备快速 可靠；DEFORM的材料数据库提供了146 种材料的宝 贵数据，材料模型有弹性、刚塑性、热弹塑性、热刚 粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义类型，为不同 材料的成形仿真提供有力的保障；DEFORM集成典型 的成形设备模型，包括液压压力机、锤锻机、螺旋压 力机、机械压力机、轧机、摆辗机和用户自定义类型 （如表面压力边界条件处理功能解决胀压成形工艺模 拟）等，帮助用户处理各种不同的工艺条件。
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-3D的温挤压凸模失效分析与探讨
基于DEFORM-3D的温挤压凸模失效分析与探讨周艳霞;洪峰【摘要】结合生产实际利用DEFORM-3D有限元模拟软件对某深盲孔壳体零件进行数值模拟,探讨了该零件温挤压加工中凸模应力应变分布规律,分析了温挤压凸模等效应力场、等效应力-凸模行程曲线、等效应变场、轴向压应力和拉应力、轴向应力-凸模行程曲线,并重点研究了应力应变对温挤压凸模早期失效的影响.凸模承受的压应力超过模具材料的抗压极限时凸模会发生镦粗现象;当凸模承受的拉应力超过其许用应力时,凸模就会产生破裂.应力集中主要在凸模柄端截面尺寸突然减小处,因此设计凸模时,柄端截面尺寸不能急剧减小,否则凸模容易在此处断裂而使模具失效.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2018(018)004【总页数】5页(P65-69)【关键词】温挤压;应力应变分析;凸模失效;有限元模拟;DEFORM-3D【作者】周艳霞;洪峰【作者单位】湖北水利水电职业技术学院机电工程系湖北武汉430070;武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TG372;TG3761 引言温挤压成形时，外力通过模具作用在金属坯料上，使其内部产生应力，并且发生塑性变形。
凸模是温挤压模具中承受巨大载荷和较大弯曲应力、且又极易损坏的重要的工作零件[1]。
为确保温挤压凸模具有足够的强度和刚性，在使用中不发生压屈或超载而折断，应保证凸模所承受的最大应力小于所用金属材料的抗压屈服极限。
2 温挤压研究对象温挤压零件如图1所示，该零件材料为30CrMnSiNi2A钢，为一深盲孔壳体零件，其内孔口部直径为φ65mm，孔深达185mm，总高363mm，属于高强度钢。
图1 温挤压零件图3 有限元模型的建立本文要分析凸模的力学行为，应先通过DEFORM-3D模拟工件的挤压成形过程，然后再把成形过程中挤压工件的力加载到模具上，对模具进行单步应力分析[2]。
在典型的模具应力分析中，工件将被删除，工件作用于模具上的力会插入到模具上。
基于DEFORM的圆锥套圈成对闭式冷辗扩数值模拟
圆锥滚子轴承有良好的市场前景， 圆锥滚子 轴承套圈是决定轴承性能的重要部件， 目前冷辗 扩技术在圆锥套圈的生产中应用还不是很广。本 文采用两个套圈成对辗扩， 不仅能抵消因不对称 变形产生的轴向力， 减少应力集中， 提高制件精 度， 延长芯辊寿命， 还可以提高生产效率［１］。同时， 为了减小宽展， 采用闭式的成形方式。因此， 本文 运用 ＤＥＦＯＲＭ 软件建立圆锥套圈轧制过程仿真 模型， 对成对圆锥套圈闭式冷辗扩一个周期内动 态轧制过程进行数值模拟， 为实践提供参考。
零件尺寸
５２ ４８．５１ ４４．２６
１０
误差
１．１ １．２９ １．２４ ０．２
３ 结论
（ １） 模拟的轧制过程真实地反映了环件轧制 成形过程， 与实际轧制相比， 仿真计算可以大大提 高效率、降低成本， 预测其可行性， 还可以依据模 拟结果优化工艺参数。
（ ２） 闭式辗扩的毛坯成形后发生很小宽展， 表 明采用闭式的辗扩方式确实可以有效的控制其宽 展， 解决了开式辗扩中无法解决的问题。
１．３ 基于 ＤＥＦＯＲＭ 模拟设置 用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 进行三维几何造型， 完成装配
后， 导出各个零件的 ＳＴＬ 文件， 输入到 ＤＥＦＯＲＭ 中［５］。其仿真模型如图 ４ 所示。设置驱动辊角速度 为 １３．５ ｒａｄ／ｓ （ 即 １２９ ｒ／ｍｉｎ） ， 芯辊的进给速度为 ０．５ ｍｍ／ｓ。选用常剪应力摩擦模型， 驱动辊与环件 之间的摩擦因子取为 ２， 芯辊和导向辊与环件的 摩擦因子均为 ０．１２。在模拟中， 选用直接迭代法， 同时选用 Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ－Ｇｒａｄｉｅｎｔ 作为变形求解器。
图 ２ 驱动辊尺寸
７８°
!１５．６０ !２４．６８
!２０
收稿日期： ２００７－０３－２６ 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（５０３３５０６０） 作者简介： 陈如意（ １９８３－） ， 女， 湖北应城人， 硕士， 主要研究方向为
deform模拟实验报告
Deform锻造模拟工艺Deform模拟过程基本思路1.读入模型2.模型前处理3.计算、后处理（结果分析）1.读入模型先用CATIA设计好三维模型，即在CATIA中导出为STL,然后再以stl格式导入Deform，三维模型如下：锻件直径为80mm，长80mm,见图1。
上模直径180mm，高50mm，见图2。
下模直径180mm，高50mm，见图3。
图1 锻件图2 上模图3 下模2.模型前处理对锻件进行网格划分，设计适当的网格长度。
设置材料属性，即设置锻件所用的材料,如图4所示。
图4 材料属性设置坯料为Al—5083【500—850F（240—440℃）】，模具材料为热作模具钢4Cr5MoSiV1.添加上下模，并设置上模的移动，具体数据可以参看模拟过程的文件。
图5上模设置整体位置关系如下图所示：图6 整体位置关系设置作业温度为20℃。
皮料预热到300℃。
设置模拟条件，添加接触关系。
图7 条件设置检查可否生成数据，若无错误即可生成数据了。
开始进行计算。
图8 数据库3.后处理，结果分析3.1 不同阶段Temperature—Time关系如下。
图9 Temperature—Time3.2 不同阶段Damage—Time关系如下图所示：图10 Damage—Time3.3不同阶段Strain-Effective如下所示：图11 Strain-Effective3.4不同阶段Velocity-Total vel关系如下：图12 Velocity-Total vel——Time。
基于Deform 3D的30CrNiMo8干硬车削温度仿真模拟研究
口 黄 建龙 口 岳
兰州
芸
７０５ ３０ ０
兰州 理 工 大 学 机 电工 程 学 院
摘
要 ： 于材 料 变 形 的 弹 塑 性 理 论 、 力耦 合 理 论 以及 Ｕ ｕ 磨 损 模 型， 用有 限 元 分 析 软 件 Ｄ Ｆ Ｒ ３ 建 立 了 基 热 ｓｉ 采 Ｅ Ｏ Ｍ一 Ｄ
其 中 ＝ ； Ｄ＝ ｅ ｐ ｋ（ － ｂ￣ Ｄｏｘ ［ Ｔ Ｔ ）］
（ ａ ｒ ｎ ｆｒ 和 变 形 （ —ｏ ｍ） 求 解 器 （ ｆｒ ｔ ｎ Ｈｅ ｔＴ ａ ｓｅ ） Ｄｅ ｆｒ ； Ｄｅｏ ｍａｉ ｏ Ｓ ｌｅ ）；用 Ｓ ａ ｓ ｏｖ ｒ ３： ￣ ｐ ｒｅ法 求 解 。 Ｓ ａｓ ｐ ｒｅ解 法 是 一 种 利 用 极 式 中 ： 、 Ｃ、 、 ｍ 分 别 为 材 料 参 数 ； 为 有 效 塑 性 Ａ 曰、 Ｄ ｎ、 善
１２ Ｕｓ ｉ磨 损 模 型 ． ｕ
＝
ｖ ｌｐ ｅ ａ
￡
（） ２
工 件 材 料 、 具 材 料 、 具 角 度 和 切 削 速 度 不 同 引 刀 刀 起 的 被 加 工 工 件 的 切 削 温 度 和 热 流 分 析 是 加 工 技 术 的
式 中 ： 为 磨 损 深 度 ； 为 接 触 压 力 ； 为滑 移 速 度 ； ｐ Ｔ
文 章编 号 ：００ ４ ９ ｆ ｌ）９ ｏ ５ — ５ １０ — ９ ８２ １ｏ 一 ｏ ６ ０ ０
金 属 切 削 过 程 是 一 个 非 常 复 杂 的 工 艺 过 程 它 涉
Ｌ ｇａ ｇ ａ ｒ ｎ ｅ公 式 和 增 量 变 分 原 理 导 出 热 弹 塑 性 大 变 形 耦 合 方程 ［ ：
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。
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实验报告——镦粗
DEFORM实验报告——镦粗实验目的：本实验的目的是通过拉伸试验来研究金属材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等力学性能，以及从变形曲线中计算出屈服强度和延伸率。
实验原理：拉伸试验是一种常用的力学试验方法，通过施加轴向拉力，使试样沿轴向发生延伸变形，从而研究材料的力学性能。
拉伸试验通常使用万能材料试验机进行，试样一般为圆形截面，长度较大，一端采用夹紧方式固定在试验机上，另一端通过螺钉夹持并施加拉力。
实验步骤：1.准备工作：清理试验机、测试软件、试样等，并进行必要的校验和调整。
2.制备试样：根据实验要求，制备出符合要求的试样。
3.安装试样：将试样固定在试验机上，注意试样的安装位置和夹持力。
4.设置参数：根据试样的材料和要求，设置试验机的拉伸速度、加载方式、采样频率等参数。
5.开始测试：启动试验机，使其开始施加拉力，同时记录试验过程中的变形情况和加载力。
6.结束测试：当试样拉伸至断裂时，记录下此时的加载力和变形情况，结束试验。
7.数据分析：根据试验数据，计算出材料的屈服强度、断裂强度和延伸率等力学性能指标，并进行数据处理和统计。
实验结果与分析：通过上述实验步骤，我们得到了一组拉伸试验数据。
根据这些数据，我们可以计算出材料的力学性能指标。
首先，根据试验曲线的形状，我们可以确定材料的屈服点。
屈服点是材料开始发生非弹性变形的临界点，也是材料开始发生塑性变形的标志。
通过一定的方法（如偏差法、平行线法等），可以得到屈服点的位置。
根据屈服点的数据，我们可以计算出材料的屈服强度，并与理论值进行比较。
其次，根据试验曲线的最高点（即最大拉应力点），我们可以计算出材料的断裂强度。
断裂强度是材料在拉伸过程中最大的抗拉力，是材料的极限强度。
最后，根据试验曲线在断裂点前的延伸程度，我们可以计算出材料的延伸率。
延伸率是材料在断裂前能够拉长的长度与原始长度的比值，是衡量材料延展性能的指标之一通过对实验结果的分析，我们可以得到材料的力学性能指标，了解材料的抗拉性能、塑性变形能力和韧性等特性。
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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开课学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级2011 —2012 学年第二学期实验课程名称材料成型数值模拟实验项目名称DEFORM-2D圆柱体镦粗模拟分析实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期2011年10月28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。
2）了解DEFORM界面中功能键的作用。
3）掌握利用DEFORM有限元建模的基本步骤。
4）利用DEFOR模拟铸造成型过程（包括Pre、Simulator、Post Processer）。
二、实验原理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（二维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，I BM）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、实验步骤1．DEFORM前处理过程（Pre Processer）1）进入DEFORM前处理窗口。
2）了解DEFORM前处理中的常用图标3）设置模拟控制4）增加新对象5）网格生成6）材料的选择7）确立边界条件8）温度设定9）凸模运动参数的设置10）模拟控制设定11）设定对象间的位置关系12）对象间关系“Inter-Object”的设定13）生成数据库14）退出前处理窗口2．DEFORM求解（Simulator Processer）3．DEFORM后处理（Post Processer）1)了解DEFORM后处理中的常用图标。
2）步的选择3）真实应变4）金属流线5）载荷——行程曲线四、实验任务：DEFORM-2D圆柱体镦粗模拟分析上机操作已知条件毛坯尺寸：底面半径60mm，高度200mm毛坯材料：AISI-1025[1800-2200F(1000-1200℃)毛坯温度：1200℃单元数：10000模具尺寸：长度200，宽度150，高度60上模压下量100mm，压下速度10mm/s完成如下操作(1) 在DEFORM-2D/Preprocessor中建立圆柱体镦粗模拟分析模型，生成以“姓名拼音-学号”命名的.DB文件，如：金坤操作命名为JinKun-07(2) 对镦粗过程进行模拟，完成以下操作：1）提取模型模拟所得结果：最大和最小应变、工件尺寸（底面半径和鼓形半径）、载荷-行程曲线(3) 在模型基础上，分别改变毛坯初始温度（900、1000、1100、1200℃），压下速度（5、10、15、20mm/s）进行模拟，完成以下操作：1）测量四种温度和速度下，毛坯最终成形尺寸（X、Y方向尺寸），作出尺寸随温度和速度变化曲线。
2）测量四种温度和速度下，毛坯最大载荷值，作出载荷随温度和速度变化曲线3）测量四种温度和速度下，毛坯最大和最小等效应变值，最大和最小温度值，作出应变随温度和速度变化曲线。
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。
如图1.1所示：图1.12.设置模拟控制单击图标，打开“simulation control”窗口。
在该窗口中选择系统单位为“SI”，其他默认为系统设置，单击OK按钮退出窗口。
如图2.1所示：图2.13.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。
单击edit按钮，出现一个空白表格，在表格中顺序顺序（逆时针）输入各特征点等坐标X、Y、R。
输入完成后，单击apply按钮，将数据写入系统，此时系统中将显示所见图形。
再次单击插入对象按钮，插入上下模Top die、bottom die。
如图3.1所示:表3-1workpiece各特征点坐标表3-2top die各特征点坐标表3-3Bottom Die各特征点坐标图3.14.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1000，在detailed settings中将Size Ratio设置为1.单击Generate Mesh按钮，生成网格如图4.1所示：图4.15.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，单击ok 退出，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，如图7.1所示：图7.1单击选择按钮，用鼠标选择左上角第一点，继续选择左下角第二点，两点选择后，毛坯对称中心轴将高亮显示，这便是毛坯的边界。
边界选好后，单击按钮，“V elocity”会出现“X，Fixed”，说明边界条件已经确定,如图7.2所示：图7.28.温度设定次单击“workpiece”、“Top Die”、“Bottom Die”中的general图标，在“Temperature”中单击Assigntemperature按钮，输入合适的温度值1200，单击OK，使温度确定下来，如图8所示：图89．设置对象间的位置关系单击按钮，，在此窗口中可设定对象间的位置关系。
单击interference按钮，显示如图9所示的窗口。
选择Positioning Object为“Workpiece”，“Interference”中选择“Top Die”，在“Approach Direction”选择方向为“Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凸模的位置关系就确定了。
同理设置“Bottom Die”在“Approach Direction”选择方向为“-Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凹模的位置关系就确定了。
图910.对象间关系“Inter-Object”设定单击按钮，由于当前没有设定关系，会弹出一个对话框询问是否希望系统添加默认的关系，单击Y es按钮后，进入过盈对象关系设定窗口，如图10.1所示：图10.1选择Top Die—（1）workpiece，单击Edit，将constantly选项设置为0.3，其他为系统默认设置即可，单击close。
同样设置Bottom Die—（1）workpiece。
如图10.2所示：图10.2单击图标，然后单击Generate All按钮，毛坯与凸凹模的接触即生成，接触处出现高亮线条，如图10.3所示，单击Ok退出。
图10.311.凸模运动参数的设置单击“Top die”，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如图11所示：图1112．生成数据库单击按钮，，单击Check按钮，开始对各项数据进行检查。
如图12所示。
检查无误后，单击Generate按钮生成数据库。
单击Close按钮，退出该窗口。
图1213.退出前处理窗口单击保存按钮，关闭前处理窗口。
二．Deform求解1.打开一个预保存的问题2.求解，单击Run，开始模拟，如图2.1所示：图2.1三．Deform后处理当模拟完成后，单击“post processor”中的“Deform-2D Post”，弹出后处理窗口。
完成以下操作：提取模型模拟所得结果：最大和最小应变、工件尺寸（底面半径和鼓形半径）、载荷-行程曲线1.选择输出真实应变云图，可得最大最小应变，如图3.1所示：图3.12.单击按钮，然后鼠标先后点击镦粗后锻件地面的两断点。
测量工件尺寸（底面半径和鼓形半径），如图3.2所示：图3.23.输出载荷行程曲线，求出最大载荷值单击图标，按图3.3（a）所示进行设置，单击Ok得到载荷行程曲线，如图3.3（b）所示：图3.23（a）图3.3(b)4.在模型基础上，分别改变毛坯初始温度（900、1000、1100、1200℃），压下速度（5、10、15、20mm/s）进行模拟测量四种温度和速度下对应的毛坯最终成形尺寸（X、Y方向尺寸），毛坯最大载荷值，最大等效应变，最小等效应变并画出这些量与速度的变化曲线。
（见第三部分)第三部分结果与讨论（可加页）一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）实验结果：不改变压下速度10 mm/s，改变初始温度：初始温度（℃）最大载荷（KN）X方向尺寸(mm)Y方向尺寸（mm）最大等效应变最小等效应变900 7350 77.3017 100 1.30 0.122 1000 4720 77.1645 100 1.27 0.124 1100 2240 77.0049 100 1.23 0.117 1200 1210 74.834 100 1.36 0.00234不改变初始温度1200℃，改变压下速度压下速度（mm/s）最大载荷（KN）X方向尺寸(mm)Y方向尺寸（mm）最大等效应变最小等效应变5 1110 74.3718 100 1.44 0.00107 10 1210 74.834 100 1.36 0.00234 15 1260 75.4787 100 1.32 0.0302 20 1310 75.228 100 1.30 0.0354由实验数据作出曲线图：1.上模压下速度为10mm/s不变时，改变毛坯初始温度尺寸-温度变化曲线：随着温度的升高，Y方向的尺寸不变，X方向尺寸有略微减小载荷-温度变化曲线：随着温度的升高，最大载荷越来越小应变-温度变化曲线：随着温度的升高最大等效应变先减小后增大，而最小等下应变则先略微增大后大幅减小2.毛坯初始温度为1200℃不变时改变上模压下速度尺寸-速度变化曲线：随着压下速度的提高，X方向尺寸逐渐增大，增大的速率逐渐降低；Y方向尺寸不变载荷-速度变化曲线：随着压下速度的提高，毛坯最大载荷值逐渐增大应变-速度变化曲线：随着压下速度的增加，最大等效应变逐渐降低，而最小等效应变逐渐增大二、小结、建议及体会通过这次试验，了解认识DEFORM软件的窗口界面。