DEFORM实验报告

铜陵学院课程实验报告

实验名称圆柱体压缩过程模拟

实验课程材料成型计算机模拟

指导教师张金标. 专业班级10 材控（2）

姓名孟来福

学号 1 0 1 0 1 2 1 0 5 8

2013年05月14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，温度室温。

（二）实验要求

砧板

工件

锤头

图1 圆柱体压缩过程模拟

（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（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（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→DEFORM5.03→File→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”。

定义对象的材料模型：在对象树上选择workpiece →点击General按钮→选中Plastic选项（塑性）→点击Assign Temperature按钮→填入温度，如20→点击OK按钮；在对象树上选择topdie →点击General按钮→选中Rigid选项（刚性）→点击Assign Temperature按钮→填入温度，如20→点击OK按钮→勾选Primary Die选项（定义为extusion dummy block主动工具）→如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选Primary Die选项）。

调整对象位置关系：在工具栏点击Object Positioning按钮进入对象位置关系调整对话框→根据挤压要求及实体造型调整相互位置关系→点击OK按钮完成；

模拟控制设置：点击Simulation Conrol按钮→Main按钮→在Simulation Title栏中填入“tuble extrusion”或“stick extrusion”→在Operation Title栏中填入“deform heat transfer”→选中SI选项，勾选“Defromation”选项，点击Stemp按钮→在Number of Simulation Stemps栏中填入模拟步数→Stemp Increment to Save栏中填入每隔几步就保存模拟信息→在Primary Die栏中选择extusion dummy block（以挤压垫为主动工具）→在With Constant Time Increment栏中填入时间步长→点击OK按钮完成模拟设置；

实体网格化：在对象树上选择workpiece→点击Mesh →在Number of Elements 卡上填入需要的网格数，如15000→点击Generate Mesh →工件网格生成；

说明：工模具不作分析，可以不进行网格划分。

设置对象材料属性：在对象树上选择workpiece→点击Meterial→点击other→选择DIN-CuZn40Pb2→点击Assign Meterial完成材料属性的添加；

设置主动工具运行速度：在对象树上选择topdie →点击Movement→在speed/force选项卡的type栏上选中Speed选项→在Directiont选中主动工具运行，如-Y→在speed卡上选中Define选项，其性质选为Constant，填入速度值，如1mm/s；

工件体积补偿：在对象树上选择workpiece→点击Property→在Target V olume卡上选中Active选项→点击Calculate V olumer按钮→→点击Yes按钮→勾选Compensate during remeshing。

边界条件定义：在工具栏上点击Inter-Object按钮→在对话框上选择workpiece —topdie→点击Edit按钮→点击Deformation卡Friction栏上选中Shear和Constant 选项，填入摩擦系数，如0.2 →点击Close按钮→如此重复，依次设置其它接触关系→点击Generate all按钮点击tolerace 按钮→点击OK按钮完成边界条件设置；

保存k文件：在对象树上选择extrusion workpiece→点击Save按钮→点击保存按钮→保存工件的前处理信息→重复操作，依次保存各工模具的信息。

2.2.2 生成库文件

在工具栏上点击Database generation按钮→在Type栏选中New选项→选择路径（英文）→填入数据库文件名（英文），如forging →点击Check按钮→没有错误信息则点击Generate按钮→完成模拟数据库的生成。

2.2.3 退出前处理程序

在工具栏上点击Exi按钮，退出前处理程序界面。

2.2.4 模拟运算

在主控程序界面上，单击项目栏中的forging.DB文件→单击Run按钮，进入运算对话框→单击Start按钮开始运算→单击Stop按钮停止运算→单击Summary，Preview，Message，Log按钮可以观察模拟运算情况。

2.3 后处理

模拟运算结束后，在主控界面上单击forging.DB文件→在Post Processor栏中单击DEFORM-3D Post按钮，进入后处理界面。

3 实验结果与分析

（1）观察变形过程：点击播放按钮查看成型过程；

方案一（高度150；摩擦系数0）方案二（高度150；摩擦系数0.2）