材料成型CAE实验报告
材料成型CADCAE综合实践报告
由以上分析结果可得制件充填均匀，几乎总
是充满，流动前沿温度，气穴等分布合理。熔接
痕较可以接受。但是，冷却水管的冷却效率不高，
其温差只有0.33度，还有就是制件的翘量较，最
大的地方高达1mm，由于该产品是台灯的底座，
需要和壳体进行装配，故精度要求较高。针对以
不足，以下提出解决方案。
④方案二
由方案一可得，产品主要存在的问题有翘曲量过大，冷却回路效率不高。翘曲，可能是由于顶出温度过高，导致收缩温度不均一起的，或者是冷却不均匀引起的。冷去效率不高可能是因为，冷却回路离制件太远。故针对以上可能进行如下改进：
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如图所示图为所创建的CAD模型图,具体请参见源文件（文件夹taideng）
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①前处理
对模型进行处理，去掉一些倒角，以便缩短分析时间同时对结果影响不大。网格采用双层面网格，边长为3mm。冷却水道的网格为圆柱状长度为15mm。网格经修改过后，无相交重叠单元，无配向不正确单元，连通性良好，修改后的参数如下
②浇口位置、成型窗口分析
由浇口位置分析可得建议的交口位置在节点10871附近，然后将浇口设置在节点10871进行成型窗口分析，得出：推荐模具温度65度，推荐熔体温度277.96度，推荐注射时间0.4432秒。以下是分析结果：
③
根据上述分析结果，设置分析条件如下：熔体温度720度，开模时间8秒，模具表面温 度65度，开模温度75度，分析类型为填充+保压+翘曲+冷却，冷却水管及浇口形式布置如下图所示。
EMX：Expert Moldbase extension，模具专家系统扩展，是PROE软件的模具设计外挂，是PTC公司合作伙伴BUW公司的产品。EMX可以使设计师直接调用公司的模架，节省模具设计开发周期，节约成本，减少工作量。
板料成形CAE分析
板料成形CAE分析实验报告班级：学号：姓名：板料成形CAE分析一、实验目的和要求：通过本实验的教学，使学生基本掌握有限元技术在板料塑性成形领域的应用情况，拓宽学生的知识面，开阔视野，使学生对塑性成形过程的数值模拟技术有深刻的理解，预测板料弯曲成形的性能。
二、教学基本要求：学会使用Dynaform数值模拟软件进行板料弯曲成形过程的仿真模拟，对模拟结果具有一定的分析和处理能力。
三、实验内容提要：掌握前处理的关键参数设置，如零件定义、网格划分、模型检查、工具定义、坯料定义、工具定位和移动、工具动画、运行分析。
了解后处理模块对模拟结果的分析，如读入d3plot 文件、动画显示变形和生成动画文件、成形极限图分析、坯料厚度变化分析等。
四、实验步骤1、导入零件模型，保存文件打开下拉菜单File->Import，如图2所示，在F:\dynaform\BLANK_CAE目录下分别导入文件punch.igs,binder.igs,die.igs和blank.igs。
图1 导入文件窗口3、更改零件层名打开下拉菜单Parts－>Edit,对应不同的零件更改层名，改好层名后保存文件。
图2 修改层名窗口4、进行网格划分以blinder为例进行说明。
（1）、点击，只选择binder1（红色），点击OK退出。
图3（2）、选择Preprocess—>Element进入如图3界面。
选择，在surf mesh中将max size 改为5.图4 图5（3）、依次选select surfaces—>displayed surf-->0k-->apply，然后依次退出各个页面。
网格化后的零件如图6所示。
图6网格化后的零件4、检查工具。
仍然以binder为例。
（1）、点击preprocess—>model check，出现如图7界面。
图7（2）、点击，选择cursor pick part，点击工具的小格单元，出现如图8界面。
CAE预作实验报告
•2)打开前处理文件界面分别增加工具体,topdie和bottomdie(workpiece已经存在）。
•3）在各个工具体上相应导入几何体（就是前面所导出的stl文件。
•4）检查上述几何体几何状况。
•5）对坯料进行网格划分（有热传导情况模具也应划分网格）
四、实验步骤
•1.三维造型与模具设计
•1）对指定的二维产品图，使用ugNX2.0造型；
•2）根据产品模型，确定成形工艺并将成形模具工作部分和所需坯料进行造型；
•3）将所得三维模型转换为STL格式，取好相应的文件名，比如。Topdie.stl, botdie.stl, billet.stl。
•2.网格划分和前处理
（2）利用DEFORM-3D有限元分析软件，模拟金属的流动规律和力能关系，能够有效帮助设计人员优化工艺参数和模具设计，减少模具的前期开发费用，减少了设计人员的工作量，从而有利于缩短模具的设计开发周期。本课题在模拟分析基础上，进行了详细的模具设计与加工制造，采用了组合凸、凹模结构和电火花复位修复加工，提高了模具的实际使用寿命，取得了良好的经济效益和社会效益。
重庆理工大学
材料成形CAE报告
课程名称材料成形CAE
姓名×××
班级×××
学号×××
日期×××
2011年11月
实验课程名称：材料成形CAE
院系
材料科学与工程
专业班级
材料成形与控制工程
姓名
×××
成绩
工艺产品名称
档位齿轮成形工艺分析
指导教师
胡建军
(实验报告应包括以下6个方面内容，表格不够可加页)
一、实验目的
•2塑性有限元的基本概念
材料成型CAE
《材料成型CAE》Moldflow注塑工艺分析报告班级：班学号：姓名：[实验目的]1、学习Moldflow软件进行分析操作的基本流程；了解软件的用户界面，各个菜单项的功能、操作等。
2、掌握模型网格的划分和网格缺陷处理的基本方法，学会运用网格工具和网格诊断工具。
3、掌握模型浇系统的设置，能够完成模型流动、冷却和翘曲的分析。
[实验环境]Moldflow Plastic Insight 6.0[实验内容]1、导入CAD模型启动UG NX 6.0，将要导入的CAD模型另存为20060330335.stp文件；打开Moldflow Plastic Insight 6.0并将该模型stp文件导入，将导入类型设为“Fusion”。
2、网格划分【网格】|【生成网格】|【立即划分】，划分完成后确定。
3、网格诊断与修改诊断：【网格】|【纵横比诊断】，输入参数最小值为8，【选项】中诊断结果到【文字描述】，显示结果中若大于8.000000的网格数量不为零，将【文字描述】换为【图像显示】选项，即可观察到图中不合格的网格所在位置。
修改：通过【网格】|【网格工具】|【合并节点】，直到纵横比诊断中【文字描述】为：大于8.000000的网格数量为0。
采用【网格诊断】，查看连通区域、自由边、三角形网格纵横比、匹配百分比等；保证联通区域为1，交叉边细节为0等。
4、浇口的设定最佳浇口位置：双击任务下的【充填】，选择【浇口位置】后确定；选择材料：【材料】|【搜索】，输入“ABS”后搜索，在结果中选择所需材料；选定材料后双击【立即分析】；分析完成后，在结果中勾选“Best gate location”查看最佳浇口位置。
设置浇口：根据上述分析结果，【设定注射位置】，将鼠标移向窗口区域，在图中合适位置设置浇口。
5、流动分析设置浇注系统：【建模】|【浇注系统向导】；流动分析【Flow】后在【立即分析】，完成后查看分析结果，主要包括Fill time（填充时间）、Pressure（压力）、Temperature at flow front（流动前沿温度）、Weld lines（熔接线）、Air traps（气穴）和Frozen layer fraction（冷凝层因子）等。
武汉理工大学材料成型CAE综合实验实验报告
实验课程名称：材料成型CAE综合实验实验项目名称自主设计焊接接头冷却过程的温度场和应力场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）实验目的对焊接接头应力及温度场分析是材料成型CAE中较为复杂的问题，它涉及到热与结构耦合等问题。
在焊接过程中，焊接接头的温度场会直接影响到焊接接头最终的组织和性能，是焊接过过程数值模拟的主要任务；焊接接头的应力场则对焊接结构产品的使用性能至关重要。
通过对焊接接头温度场和应力场的有限元模拟，学习用ANSYS对实际工程问题进行数值分析的过程。
（二）基本原理和方法1）基本原理：有限元法是一种离散化的数值计算方法。
离散后的单元和单元之间只通过节点相联系，所有场变量（位移、应力、温度等）都通过节点进行计算。
对于每个单元，选取适当的插值函数，使得在子域内部、子域分界面上以及子域与外界分界面上都满足一定的条件。
然后把所有单元的方程都组装起来，就得到整个结构的方程组。
求解方程组，就可以得到方程的近似解。
用ANSYS软件进行有限元分析，整个过程（以结构分析为例）可分为：前处理：建立几何模型；对几何模型进行离散化处理等。
加载求解：根据作用力等效原则将每个单元所受的载荷移置到该单元的节点上；根据边界条件修改刚度方程，消除刚体位移；求解整体刚度方程，得到节点位移；根据相应方程求解应力和应变等。
后处理：利用计算机图形方式，将计算结果以变形网格、等值线、彩色云图、动画等方式进行显示与分析等。
2）方法：方法：命令流的执行通常从输入框中读入：将“Filename.txt”中的命令采用复制的方式，粘贴到输入框中，按“Enter”键即可执行。
一次可复制一条、多条直至整个命令流文件。
（三）实验内容某一圆环由环形钢板和铁板焊接而成，焊接材料为铜，如图为其纵截面的1/2。
圆盘初始温度为800℃，将圆环放置于空气中进行冷却，周围空气为30℃，对流系数为120W/(m2℃)。
成型CAE实验报告完整版
实验课程名称：材料成型CAE实验：规定所有模块控制和停止规范：规定对象材料性质：退出前处理，返回：使所有对象以合适比例显示在窗口中：返回上一个使用过的视图：显示为无网格图形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（逆使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口，单击AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。
单击Assign Material按钮，将所选材料导入到．模拟控制设定单击单击按钮进入边界条件选择窗口，如图所示Top Die”、“Bottom Die”中的general图标，在“按钮，输入合适的温度值，单击OK，使温度确定下来单击按钮，弹出如图所示的窗口，在此窗口中可设定对象间的位置关系。
单击Top Die—（1）workpiece，单击Edit，将constantly选项设置为0.3，其他为系统默认单击图标凸模运动参数的设置，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如图单击当模拟完成后，将在信息文件的末尾增加下列信息单击按钮根据设计的步数分四次跟踪截取可以得到底面半径(mm)60.9663.4867.8075.00实验课程名称：材料成型CAE实验日第一部分：实验分析与设计（可加页）一、实验内容描述（问题域描述）1.比较不同凹模锥角对正挤压金属流动的影响凹模锥角a分别为45度，60度，120度，180度2.研究变形温度，摩擦因子和挤压速度对正挤压变形力的影响1）比较不同变形温度对正挤压变形力的影响：20摄氏度，900摄氏度，1200摄氏度2）比较不同摩擦因子m对正挤压变形力的影响：0.10，0.15，0.20，0.25，0.33）比较不同挤压速度对正挤压变形力的影响：5mm/s，10mm/s，20mm/s，40mm/s，100mm/s二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述）1.锥模角的比较（1）以锥角为120度为例，记录实验步骤中的几个重要截图以下数据：(2) 在锥角为60度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：(3)在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：以下数据：2.温度的比较（1）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：（2）在锥角为120度，变形温度为900摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：得出以下数据：3.摩擦因子的比较（1）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.15，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：（2）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.20，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：出以下数据：（4）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.3，挤压速度为5mm/s时，得出以下数据：5.挤压速度的比较（1）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为10mm/s时，得出以下数据：出以下数据：（4）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为40mm/s时，得出以下数据：（5）在锥角为120度，变形温度为20摄氏度，摩擦因子为0.10，挤压速度为100mm/s时，得出以下数据：三、主要仪器设备及耗材DEFORM-2D软件二、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）1):温度对挤压变形力的影响曲线：2)摩擦因子对正挤压变形力的影响曲线：3）挤压速度对正挤压变形力的影响曲线：实验课程名称：材料成型CAE实验14日第一部分：实验分析与设计（可加页）一、实验内容描述（问题域描述）1.研究反挤压杯形件毛坯内部的多物理场分布和流线分布（坯料高径比为1）2.比较不同坯料高径比对杯环件反挤压成形力和金属流动的影响；（坯料高径比分别为0.5，1和2）一、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述）具体操作步骤要点如下：（1）当高径比值为1，摩擦系数为0.1，温度20摄氏度，速度为5mm/s时经过后处理得到以下物理场图形数据得到高径比为1时的反挤压成形力以及金属流动图如下：（2）当高径比为0.5时通过后处理得到的反挤压成形力以及金属流动示意图：（3）高径比为2时，通过后处理得到的反挤压成形力以及金属流动示意图：第二部分：实验调试与结果分析（可加页）一、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）过程中，设计下模尺寸稍微有点麻烦，但是也不是很难，这个主要是要有合理的设计，由于第一次设计的数据比较合理，所有没有出现什么错误高径比对反挤压力的影响：0.5：4.91e+061： 5.47e+062：5.58e+06二、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）由图可知，金属流动随着高径比的增加而有显著减小，变形力也是成线性增高三、实验小结、建议及体会本实验总共用时七天，过程有一些繁琐，但总体来说任务不是很重，只要有耐心，听老师的讲解和安排，完成实验还是很容易的，经过这些天的实验，我对于DEFORM-2D软件的操作有的一定的提高，对软件的理解也有了很大的提升，实验对于我们的帮助是相当大的。
材料成型及控制工程系模具CADCAE综合设计报告
材料成型及控制工程系模具CAD/CAE综合设计报告姓名：班级：学号：指导教师：一．零件CAD特征建模塑件形状简单，在建模过程中并没有遇到困难。
利用UG的测量功能和拉伸及布尔求差便可建模，模型建好后如图1所示：图1二．产品工艺性分析（1）原材料性能分析：原材料为ABS（丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物），属cm，塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过于热塑性塑料，密度为1.03~1.07g/3高易于分解（分解温度为250℃）。
成型时宜采用较高的加热温度（模温50~80℃）和较高的注射压力。
尺寸精度查阅《塑料成型工艺与模具设计》表3-14，对于ABS塑料，标注公差尺寸高精度取MT2，一般精度取MT3，未标注公差尺寸精度按MT5取。
表面质量无特殊要求。
（2）零件体积及质量估算：利用UG NX测量体功能计算单个塑体积体为：310.503mmV≈=,密度取 1.05g/cm3,质量50408cm.99805.1==10.50⨯gM605.52三．确定模具基本结构对工件进行分析：零件比较简单，无侧孔或侧向凹凸，所以无需抽芯机构；为方便零件脱模，分型面的选择如图2所示；利用moldflow分析塑件的最佳浇口位置，结果如图3所示，由分析结果图可知，最佳浇口位置主要分布在零件顶部以及零件的另外两个矩形侧面中部，考虑到零件的分型面的位置和零件顶出时方便，浇口位置设置在零件顶部，选择点浇口方便零件的脱落且留下的痕迹小。
模架选择三板模，大概结构如图4所示图2图3图4四．注射机的选择（1）确定型腔数目及配置：对零件进行分析及考虑到生产批量可知（大批量生产），塑件精度不是太高，在大批量生产情况下，应尽量采用一模多腔模具，最大注射量以及锁模力根据设计的模具结构来进行匹配。
型腔太多无法保证塑件精度，因此应根据塑件精度来确定型腔数目，并综合考虑其他因素。
根据生产经验，增加一个型腔，塑件精度降低4%，型腔数目大于4时则生产不出高精度制品。
CAE有限元分析实验资料
学生学号0120801080119 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CAE开课学院材料学院指导老师姓名王华君学生姓名李名刚学生专业班级成型0801 2011 —2012 学年第一学期实验课程名称：材料成型CAE实验项目名称正挤压成型有限元模拟实验成绩实验者李名刚专业班级成型0801 组别同组者实验日期年月日第一部分：实验分析与设计（可加页）一：实验内容：主要研究影响正挤压变形力的主要因素（1）不同的金属材料：10,45,70（2）变形温度：20℃，800℃,1200℃（3）摩擦因子m：0.1,0.2,0.4（4）挤压速度：10mm/s,20mm/s,40mm/s（5）凹模锥角：60°，90°,120°,180°其中挤压凹模D1=74 ；挤压凹模d1=26二：实验步骤：1：创建新项目2：设置模拟控制初始条件3：创建对象4：划分网格：5:定义材料6:定义驱动条件：7：设置边界条件：8：设置模拟控制信息9：设置对象间的关系10：生成数据库11：计算处理12：后处理获得所需要的结果和数据第二部分：实验调试与结果分析（可加页）后处理图如下：如上实验通过以上方法获得实验数据的，通过改变前处理中的一些对应数据可以获得以下的数据结果；（1）对不同金属材料的分析：当变形温度为20℃，摩擦因子m=0.1,挤压速度为10mm/s，凹模锥角为60°时：坯料材料类型10 45 70 最大变形力（KN) 6680 9010 9350(2)对不同变形的温度分析当金属型号为45号钢，摩擦因子为m=0.1,挤压速度为10mm/s,凹模锥角为60时：坯料温度（℃）20 800 1200最大变形力（KN) 9010 3510 781(3)对不同的摩擦因子m分析当金属型号为45号钢，变形温度为20℃,挤压速度为10mm/s,凹模锥角为60时：摩擦因子m 0.1 0.2 0.4最大变形力（KN) 9010 11500 13200（4）对不同挤压速度分析：当金属型号为45号钢，变形温度为20℃,摩擦因子m=0.1,凹模锥角为60时：挤压速度（mm/s) 10 20 40 最大变形力（KN) 9010 10100 11230(5)对不同的锥角分析当金属型号为45号钢，变形温度为20℃,摩擦因子m=0.1,挤压速度为10mm/s时：锥角（°）60 90 120 180最大变形力（KN) 9010 10600 11300 12600一、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）实验结果分析如下：（1）金属的变形力与金属的种类有关，含碳量越高，金属的变形抗力就越大，挤压过程中所需要的变形力也就越大；（2）正挤压的变形力与坯料的变形温度有关，挤压温度升高，变形抗力下降，挤压力下降，随着坯料的温度上升，所需要的挤压变形力也随之减小；（3）正挤压变形力与摩擦因子有关，挤压力随着摩擦因子的增大，导致摩擦力也增大，从而导致挤压力变形力也增大；（4）正挤压变形力与挤压速度有关，挤压速度增大，变形抗力增大，挤压变形力也就增大；（5）中挤压变形力与凹模锥角度数有关，随着锥角的度数增大，变形抗力增大，导致挤压变形力也就增大；总结：通过本次试验，可以知道，一般而言，低温挤压时，影响变形抗力的最主要的因素是变形程度：而高温变形抗力的最主要的影响因素是变形温度，变形速度和变形程度。
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1、新建工程项目——导入产品模型（网格划分类型选择“表面网格”，点击确定并输入工程名称）
2、点击“划分网格”进入对话框并修改网格边长，然后点击“立即划分网格”等待完成
3、进入网格菜单栏点击“网格统计”按钮进行划分结果的查看
4、诊断并修复网格缺陷，点击网格菜单栏下的“网格诊断”，“纵横比诊断”，利用“网格工具”中的节点工具修复并改变纵横比。
5、点击“网格统计”查看结果，重复第3、4步骤直至符合要求为止。
6、选择分析项目，选择“浇口位置”分析，然后点击“立即分析”按钮并查看分析日志
7、复制工程项目并修改名称，在复制的项目中重新选择分析项目“冷却+填充+保压+翘曲”，然后选择“分析材料”为PC
8、利用“创建柱体单元”功能手动设置注射位置并对其划分网格且边长为10
9、利用“网格诊断”中的“连通性诊断”对连通性进行查看
10、双击“创建冷却系统”进入“冷却回路向导”设置相关的参数
11、设定成型工艺参数，并点击“立即分析”进行分析
12、查看分析日志，同时对分析结果的各分析项目进行查看与判读，也可以进行分析结果报告制作。