deform教程学习教程.pptx
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1、1、Deform3D有限元分析软件介绍 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。第1页/共137页2、Deform有限元分析软件的功能分析冷、温、热锻的成形和热传导耦合液压成形、锤上成形、螺旋压力成形和机械压力成形 温度、应力、应变等值线的绘制。模拟正火、退火、淬火、回火、渗碳等工艺过程 预测硬度、晶粒组织成分、含碳量 第2页/共137页3.Deform系统结构 Def
2、orm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。第3页/共137页模拟器: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NewtonRaphson法
3、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。第4页/共137页后处理器: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。第5页/共137页4、前处理功能操作第6页/共137页5、后处理功能操作第7页/共137页第二节 锻压模拟第8页/共137页一、实验目的熟悉模拟软件Deform的基本操作。认识锻压过程中材料各部位的变形情况。第9页/共137页二、实验内容与步骤实验内容主要探讨不同锻压速度和摩擦条件对合金锻压结果的影响。第10页/共137页STL格
4、式三维CAD文件的准备(如图 所示),包括锻压工件、上模、下模三部分。第11页/共137页三维CAD文件的系统导入和网格划分 第12页/共137页设置模具的运动 第13页/共137页模拟控制设定 第14页/共137页对象间关系设定 第15页/共137页生成数据库文件第16页/共137页锻压模拟运算 第17页/共137页后处理与结果分析 第18页/共137页第三节 旋转对称形状零件镦粗模拟第19页/共137页一、实验目的熟悉旋转对称零件锻粗模拟过程认识锻压过程中材料各部位的变形情况。第20页/共137页实验内容主要介绍如何利用问题的对称性简化模拟过程。对于对称体来说,模拟其成形过程,可以取整体的
5、1/2、1/4、1/8或者更小的体积来进行模拟,从而节省模拟的时间,提高解题精度。第21页/共137页STL格式三维CAD文件的准备 第22页/共137页设定对称边界条件 第23页/共137页第24页/共137页对象间关系的设定 第25页/共137页设定模拟控制参数 第26页/共137页旋转对称零件镦粗后处理第27页/共137页第四节 工件与外界热传导模拟 第28页/共137页一、实验目的熟悉如何模拟热传导过程认识模拟过程中材料各部位的温度变化情况。第29页/共137页实验内容主要介绍如何进行工件的热传导模拟,对工件中各部分温度随时间的变化情况有所认识。第30页/共137页设定模拟控制类型 第
6、31页/共137页设定模拟控制参数 第32页/共137页三维CAD文件的系统导入和网格划分由于是对称零件,因此只需导入上模和方环的1/4模型。在Deform软件中,网格划分方式有两种,一种是相对网格划分,即用户指定固体单元数量,无论物体的形状多么复杂,单元的数量必须恒定。一种是绝对网格划分,由系统决定网格划分的总数,随着物体形状的复杂,单元的数量会随之增加。本例采用绝对网格划分方式。第33页/共137页定义工件的对称和传热边界条件 第34页/共137页定义传热边界条件 第35页/共137页工件与外界热传导后处理结果第36页/共137页第五节 热模锻成形模拟第37页/共137页一、实验目的熟悉如
7、何模拟变形过程中存在热传导的过程。认识模拟过程中材料各部位的变形和温度变化情况。第38页/共137页实验内容道钉成形过程属于热模锻成形,在变形过程中存在热传导现象,本例中为了准确的模拟其成形过程不仅要模拟其锻造过程,还要模拟其热传导过程。第39页/共137页模拟控制设定打开变形分析开关(Deformation)和热传导开关(Heat Transfer),此时两种分析均被激活,热力耦合分析被建立。第40页/共137页模拟总步数的确定与工件的最小网格和上模压下量有关。在本例中模拟过程上模压下量是0.75in,工件的最小网格平均尺寸为0.06in,所以取0.25(最小网格尺寸的1/3到1/2)作为计
8、算步长,通过计算步长,用上模总压下量除以计算步长得到总模拟步数为30步。第41页/共137页三维CAD文件的系统导入和网格划分 第42页/共137页对上模具和下模具进行温度设定和网格划分及边界条件设定 第43页/共137页对象间关系设定 第44页/共137页定义工件和模具的变形及热传导边界条件 第45页/共137页下模的对称面及热传导边界条件设置如图所示,上模的设置方式与下模相同 第46页/共137页定义上模运动并生成数据库文件模具运动方向为Z轴,运动速度为2in/s。第47页/共137页后处理结果 第48页/共137页通过模拟可以分析模具所受载荷信息,下图为上模Z向载荷预测图。竖直线代表序列
9、步,交点就是此序列步时上模具所受的载荷。第49页/共137页第六节 大型锻件连续加热模拟第50页/共137页实验内容金属在锻前加热时,应尽快达到所规定的始锻温度,但如果温度升得太快,由于温度应力过大,可能造成坯料开裂,相反,升温速度过于缓慢,会降低生产率,增加燃料消耗等。加热规范是指金属坯料从装炉开始加热完了整个过程,对炉子温度和坯料温度随时间变化的规定。在实际生产的加热过程中,不能对大型锻件的各个部位进行跟踪测温,因此应用Deform模拟软件对大型钢锭的加热曲线进行模拟,根据模拟的结果就可以了解加热过程中大型钢锭各个部位温度的变化情况。第51页/共137页设定模拟控制类型,如图所示。由于本例
10、没有涉及到工件的变形,因此模拟类型只选择热传导,操作序号选择1 第52页/共137页参数设定工件温度设定为30,对称面及与环境进行热传导面的选择如图所示。在参数设定中,工件与环境的换热系数的设定是非常关键的,这关系到模拟结果的准确性。第53页/共137页模拟步数的确定 第54页/共137页第一阶段模拟结果 第55页/共137页第二阶段用3h升温到875模拟 第56页/共137页模拟步数的确定 第57页/共137页第二阶段模拟结果 第58页/共137页第三阶段工件在875保温3h模拟 第59页/共137页第四阶段模拟结果 第60页/共137页第五阶段模拟结果 第61页/共137页第七节 切削加工
11、的模拟分析第62页/共137页一、实验目的介绍利用Deform软件对切削加工过程进行模拟学会如何利用Deform建立切削加工模型第63页/共137页实验内容模型如图所示。工件旋转,刀具径向和轴向给进,达到层层切削工件表面的目的。Deform3D软件专门提供了一个模拟切削、钻削的平台。第64页/共137页下图为该软件模拟中的切削模型,该模型分别用进给量(Feed)、表面加工速度(Surface speed)、背吃刀量(Depth of Cut)三个主要参数来描述切削加工过程。第65页/共137页进入切削前处理界面,如图所示 第66页/共137页设定工作条件选择加工方式为旋转加工(Turning)
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