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

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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”。

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，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，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 Volume卡上选中Active选项点击Calculate Volumer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0.4 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；

（1）

（2）