DEFORM实验报告镦粗与挤压

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

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技能，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

（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；

砧板

工件

锤头

图1 圆柱体压缩过程模拟

（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→DEFORM6.1→File→New Problem→Next→在Problem Name栏中填写“Forging”→ Finish→进入前处理界面。

设置模拟控制：点击工具栏中Simulation Controls按钮→Main按钮。在Simulation Title一栏中填入Forging。在Operation Name一栏中填入deform。在Units栏中选中SI。在Mode一栏中只选Deformation。

添加对象：点击+按钮添加对象，依次为“Workpiece”、“Top Die”、“Bottom Die”。

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→点击Assign Temperature按钮→填入温度为20→点击OK按钮；选择Top Die→点击General按钮→选中Rigid选项→点击Assign Temperature按钮→填入温度为20→点击OK按钮→勾选Primary Die选项→如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选Primary Die选项）。

导入毛坯几何文件：分别选中Workpiece、Top Die、Bottom Die，在操作窗口中单击Geometry按钮→Import Geo按钮，导入在CAD中事先画好的造型文件。

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→根据锻压要求及实体造型调整相互位置关系→点击OK按钮完成。

实体网格化：在对象树上选择Workpiece→点击Mesh →选择Detailed Settings的General选项卡→点击Absolute，Size Ratio改为3，Element Size选Min Element Size，设为3→点击Surface Mesh ，生成表面网格→点击Solid Mesh 生成实体网络。

设置对象材料属性：在对象树上选择Workpiece→点击Material→点击other→选择DIN-CuZn40Pb2[1050-1400F(550-750C)]→点击Load完成材料属性的添加。

设置主动工具运行速度：选择Top Die→点击Movement→在type栏上选中Speed选项→在Direction选中主动工具运行，如-Z→在speed卡上选中Define选项，其性质选为Constant，填入速度值为1mm/s。

设置坯料边界条件：选中物体Workpiece→单击d按钮→选中Symmetry plane图标→然后分别选中坯料的对称面→单击添加按钮。

工件体积补偿：选择Workpiece→点击Property→在Target V olume卡上选中Active in FEM+meshing选项→点击Calculate V olume按钮→点击Yes按钮。

设置模拟参数：点击工具栏中Simulation Controls按钮→点击Step按钮→在

Number of Simulation Steps栏中填入模拟步数为30→Step Increment to Save栏中填入每隔2步就保存模拟信息→在With Die Displacement栏中选Constant，填入1→点击OK按钮完成模拟设置。

边界条件定义：点击Inter-Object按钮→在对话框上选择Workpiece—Top Die→点击Edit按钮→点击Deformation卡Friction栏上选中Shear和Constant选项，填入摩擦系数为0→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Tolerance 按钮→点击OK按钮完成边界条件设置。

保存k文件：选择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→填入数据库文件名为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Exit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。

2.2.5重复操作

按表格1所列的另外三种情况，改变摩擦系数跟坯料高度再做三次模拟操作。

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。

1）观察变形过程：点击播放按钮查看成型过程；

方案一变形过程