【阅】Deform 3d simulation(实际操作指南,有操作顺序)
Deform3D操作介绍
Deform3D操作介绍第⼆章DEFORM-3D操作介绍2.1DEFORM-3D软件介绍20世纪70年代后期，位于美国加州伯克利的加利福尼亚⼤学⼩林研究室在美国军⽅的⽀持下开发出有限元软件ALPID，20世纪90年代在这⼀基础上开发出DEFORM-2D软件,该软件的开发者后来独⽴出来成⽴了SFTC公司，并推出了DEFORM-3D软件。
DEFORM-3D 是⼀套基于有限元分析⽅法的专业⼯艺仿真系统，⽤于分析⾦属三维成形及其相关的各种成形⼯艺和热处理⼯艺。
⼆⼗多年来的⼯业实践证明其有着卓越的准确性和稳定性，模拟引擎在⼤流动、⾏程、载荷和产品缺陷预测等⽅⾯同实际⽣产相符，被国际成形模拟领域公认为处于同类模拟软件的领先地位。
DEFORM-3D不同于⼀般的有限元软件，它是专门为⾦属成形⽽设计。
DEFORM-3D可以⽤于模拟零件制造的全过程，从成形、机加⼯到热处理。
通过DEFORM-3D模拟整个加⼯过程，可以帮助设计⼈员：设计⼯具和产品的⼯艺流程，减少实验成本；提⾼模具设计效率，降低⽣产和材料成本；缩短新产品的研究开发周期；分析现有⼯艺存在的问题，辅助找出原因和解决⽅法。
2.1.1DEFORM-3D特点1）DEFORM-3D具有⾮常友好的图形⽤户界⾯，可⽅便⽤户进⾏数据准备和成形分析。
2）DEFORM-3D具有完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、等CAD和CAE接⼝，⽅便⽤户导⼊模型。
3）DEFORM-3D具有功能强⼤的有限元⽹格⾃动⽣成器以及⽹格重划分⾃动触发系统，能够分析⾦属成形过程中多个材料特性不同的关联对象在耦合作⽤下的⼤变形和热特性，由此能够保证⾦属成形过程中的模拟精度，使得分析模型、模拟环境与实际⽣产环境⾼度⼀致。
DEFORM-3D采⽤独特的密度控制⽹格划分⽅法，⽅便地得到合理的⽹格分布。
计算过程中，在任何有必要的时候能够⾃⾏触发⾼级⾃动⽹格重划⽣成器，⽣成细化、优化的⽹格模型。
4）DEFORM-3D系统⾃带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及⾃定义材料等类型，并提供丰富的开放式材料数据库，包括美国、⽇本、德国的各种钢、铝合⾦、钛合⾦、⾼温合⾦等250种材料的相关数据。
DEFORM_3D切削加工操作入门
操作教程一、进入Deform-3D界面进入运行Deform-3D v6.1程序，软件打开软件会自动选择安装时的默认目录，为了防止运算结果混乱不便管理，可单击工具栏中的打开按钮选择新的文件存放路径，如图10：单击此按钮，选择新的文件路径图10 选择新文件路径二、操作步骤1、进入前处理操作在主窗口右侧界面Pre Processor中Machining[Cutting]选项，弹出图11所示对话框，输入问题名称，单击【Next】按钮，进入前处理界面。
2、选择系统单位进入前处理界面会自动弹出图12所示对话框，要求选择单位制（英制或国际单位制），按需求选择国际单位制（System International），然后单击【Next】按钮，进入下一步。
3、选择切削加工类型Deform中给我们提供的加工方式有车削加工（Turing）、铣削加工（Milling）、钻削加工（Boring）、钻孔加工（Dtilling），其中我们模拟的是铣削加工，故选择Milling，然后单击【next】进入下一步，如图13所示。
图11 进入前处理操作1、选择国际单位制2、单击【Next】图12 选择系统单位制图13 选择切削加工类型4、设定切削参数图14所示对话框参数设置，可根据自己的需要改变数值的大小，不过后面选择刀具参数时要考虑这些参数，否则很肯能出现接触错误。
该模拟中选择参数如下：图14 设定切削参数5、工作环境和接触面属性设置1、选择铣削加工2、单击【Next 】2、单击【Next 】1、输入各项切削参数图15 工作环境和接触面属性设置5、刀具设置如图16所示，单击新建刀具在弹出的对话框中选择预先建立好的刀具模型（图17），单击打开按钮，弹出刀具材料设定对话框选择预先定义好的刀具材料物理参数的key 文件（图18），单击【load 】加载刀具材料。
所选刀具材料将被列在刀具材料设定对话框下方（图19）。
一直单击Next直到完成刀具设置。
DEFORM基本操作指南
4、物体的接触和摩擦定义
5、模拟参数的设定
20261/7、/1 数据库文件的生成
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一、几何模型建立或导入
在DEFORM-3D软件中，不能直接建立三维的几 何 模型，必须通过其他CAD/CAE软件建模后导入到 系统中。目前，DEFORM-3D的几何模型接口格式有： 1.STL:几乎所有CAD软件都有这个接口，它是通过一
DEFORM-3D可以应用于金属成形的冷加工、热加工等 工
艺。 DEFORM-3D的典型应用：拉深、锻造、挤压、压塑、 冷
镦、机加工、轧制、开坯、镦锻等。
（更多相关应用请见）
2021/7/1
4Байду номын сангаас
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说明：
1、 DEFORM-3D软件不支持中文，因此文件夹及其模 型文件中不能出现中文，否则无法读取。
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四、物体的空间位置调整
这里有两层含义，一是可以移动、旋转物 体，改变他们的最初位置，因为在DEFORM-3D 的前处理中不能造型，所以这一项功能特别重 要，可以将输入到DEFORM中的毛坯、模具几何 模型进行调整。二是为了更快地将模具和坯料接 触，将他们干涉，有一个初步的接触量，这样计 算上可以节省时间。另外，还可以定义摩擦接触 的关系、摩擦系数、摩擦方式等。
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.stl格式文件的生成
Pore软件建模完成后以.stl格式保存副本， 然后 将“偏差控制”中的“弦高”和 “角度控制”两个参数设为“0”后便可生 成。
UG软件建模完成后可以直接以.stl格式形式 文件导出。
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二、网格划分
DEFORM软件是有限元系统（FEM），所 以必须对所分析的工件进行网格划分。
DEFORM-3D基本操作入门
DEFORM-3D基本操作入门QianRF前言有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法。
由于采用类型广泛的边界条件，对工件的几何形状几乎没有什么限制和求解精度高而得到广泛的应用。
有限元法在40年代提出，通过不断完善，从起源于结构理论、发展到连续体力学场问题，从静力分析到动力问题、稳定问题和波动问题。
随着计算机技术的发展与应用，为解决工程技术问题，提供了极大的方便。
现有的计算方法（解析法、滑移线法、上限法、变形功法等）由于材料的本构关系，工具及工件的形状和摩擦条件等复杂性，难以获得精确的解析解。
所以一般采用假设、简化、近似、平面化等处理，结果与实际情况差距较大，因此应用不普及。
有限元数值模拟的目的与意义是为计算变形力、验算工模具强度和制订合理的工艺方案提供依据。
通过数值模拟可以获得金属变形的规律，速度场、应力和应变场的分布规律，以及载荷-行程曲线。
通过对模拟结果的可视化分析，可以在现有的模具设计上预测金属的流动规律，包括缺陷的产生（如角部充不满、折叠、回流和断裂等）。
利用得到的力边界条件对模具进行结构分析，从而改进模具设计，提高模具设计的合理性和模具的使用寿命，减少模具重新试制的次数。
通过模具虚拟设计，充分检验模具设计的合理性，减少新产品模具的开发研制时间，对用户需求做出快速响应，提高市场竞争能力。
一、刚（粘）塑性有限元法基本原理刚（粘）塑性有限元法忽略了金属变形中的弹性效应，依据材料发生塑性变形时应满足的塑性力学基本方程，以速度场为基本量，形成有限元列式。
这种方法虽然无法考虑弹性变形问题和残余应力问题，但可使计算程序大大简化。
在弹性变形较小甚至可以忽略时，采用这种方法可达到较高的计算效率。
刚塑性有限元法的理论基础是Markov变分原理。
根据对体积不变条件处理方法上的不同（如拉格朗日乘子法、罚函数法和体积可压缩法），又可得出不同的有限元列式其中罚函数法应用比较广泛。
根据Markov变分原理，采用罚函数法处理，并用八节点六面体单元离散化，则在满足边界条件、协调方程和体积不变条件的许可速度场中对应于真实速度场的总泛函为：∏≈∑π（ｍ）＝∏（１，２，…，ｍ）（１）对上式中的泛函求变分，得：∑＝０（２）采用摄动法将式（２）进行线性化：＝＋Δｕｎ（３）将式（３）代入式（２），并考虑外力、摩擦力在局部坐标系中对总体刚度矩阵和载荷列阵，通过迭代的方法，可以求解变形材料的速度场。
DEFORM 3D基本操作及实例演练
五、划分模具的网格
由于上下模要与工件接触，会发生热传递现象，所以我们也要对模具进行划 分网格。 1、选中上模Top Die，然后再选择按钮 。 2、在默认的情况下，点击按钮 。 3、选中上模Top Die，然后再选择按钮 。 4、在默认的情况下，点击按钮 。
六、定义模具的材料
1.在物体列表窗口中选择Top Die。 2.点击菜单 下的按钮 。 3、在deform材料库中，选择材料Die Material Carbide(24%Cabalt)。 4.点击按钮选择Bottom Die，重复1-4操作。
在选择上述三个面的过程中，你可能不能在一个视角内将三个面都能找到， 必须通过旋转工件。
在选中Workpiece的前提下，点击按钮设定毛坯的初始温度为2000°F
四、定义毛坯的材料
1、在物体列表窗口中选择Workpiece 2、点击菜单 下的按钮 。 3、在deform材料库中，选择材料Steel AISI 1025(1800-2200F（1000-1200C） 4.点击按钮 。
3.Close返回上一级窗口，点击按钮
，这个操作的意义是将Top Die-
Workpiece的接触关系直接等效到Bottom Die-Workpice的关系上。
4.最后不要忘记在Inter–Object窗口中点击按钮 。
十、调整毛坯和模具位置
前面定义了毛坯和模具的接触关系，但在几何上还没有实现，所以必须通过Object Positioning功能将它们接触上。这主要是为了节省时间，将模具与毛坯接触的过程省略。
五、模拟参数的定义
这里定义的参数，主要是为了进行有效的数值模拟。因为成形分析 一连续的过程，分许多时间步来计算，所以需要用户定义一些基本的参 数： 1、总步数：决定了模拟的总时间和行程。 2、步长：有两种选择，可以用时间或每步的行程。 3、主模具：选择主运动模具。 4、存储步长：决定每多少步存一次，不要太小，
deform操作步骤
右边第二个开始取名字，下一步前面是铣削，最后一个事钻削第一个是线速度。
第二个是转速，第三个是进给速度第一个温度第二个冷却液，油选2 水选10 第三个是摩擦系数最后一个传热系数不管选择刀具了点击蓝色字体点第一个，选择ok，然后导入刀具选择第二个，手动定位检查刀具的直径点蓝色字体定位选择成这样，又点offset选择成这样，再选刀尖的中点然后点ok确定直径第一个添加材料选择tool material 然后选择右边的材料然后选择下一步添加刀具涂成材料，点击add点击被选中的部分，选择更多，5是厚度，一般是3-4然后选择涂成材料，后单击load点击两个下一步设置工件温度，点下一步划分刀具网格，单击下一步单击temperature,然后选择左边的all.所有温度，再单击右边的添加符号。
下一步选择工件的弹性和塑性再设置工件的直径和厚度。
再点击第一个蓝色的字。
生成，后点击下一步第一个100 可以为百分之50，第二个为进给量的一半。
下一步定义约束条件，固定工件，单击，然后单击图中工件的侧面，然后在右下角把20改为0，单击后面的x轴。
单击添加，重复步骤，固定y z .再单击图中所示的温度，再点击左下角的all,添加，再单击，然后下一步设置工件材料。
单击第一个蓝色。
选择45号刚，如上图所示，确定后下一步如上图。
25可以改大一点，下面是设置求摩擦系数的，单击右下角第一个蓝色，检查有没有错误。
再单击第二个蓝色，输入数据，后直接关闭选中自己设置的，然后单击运行，单击监测过程单击右边倒数第二个，后处理界面单击这个进行后处理按照time 时间步数等建立坐标，提取下面x y z 方向的力，还有torque（圆周力）。
DEFORM-3D_v6.1基本操作指南
在模拟控制窗口中的main选项下可以设臵： 1、单位制 1）、SI：国际单位制 2）、English：英制 注：deform软件允许用户调入模型后再设臵单位。
2、设置模拟方式
主要有1）、拉格朗日增量模拟方式； 2）、稳态机加工模拟方式； 3）、稳态挤压加工模拟方式； 注：一般模拟问题应该选择增量模拟方式，如果用户模 拟的是车削或拉伸过程，并且使用欧拉求解方法，则 选用稳态模拟方式。 注：求解方式的设定在 菜单下设置。典型的模 拟一般在默认的情况下便可计算的很好。
实例操作一——锻压模拟
1.双击桌面DEFORM-3D图标，进入DEFORM-3D的主窗口。 2.File— New Problem或在主窗口点击如图所示按钮 。 3.在接着弹出的窗口中默认进入普通前处理（Deform 3D-preprocessor）。 4.接下来在弹出的窗口中用第四个选 项“Other Place”，选择工作目录 然后点击“Next”。 5.在下一个窗口中输入题目的名称 (Problem name)BLOCK点击Finish。
前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、 物体显示及选
图形显示窗口 物体参数输入窗口
一、设置模拟控制方式及模拟名称 1.点击按钮 进入模拟控制参数设臵窗口。 2.在Simulation Title一栏中把标题改为BLOCK。 3.设臵Units为English，勾选Deformation选项。 4.点击OK按钮，返回到前处理操作窗口。
.stl格式文件的生成
Pore软件建模完成后以.stl格式保存副本， 然后 将“偏差控制”中的“弦高”和 “角度控制”两个参数设为“0”后便可生 成。 UG软件建模完成后可以直接以.stl格式形式 文件导出。
二、网格划分
Deform操作流程
Deform操作流程1.导入几何模型在DEFORM-3D软件中，不能直接建立三维几何模型，必须通过其他CAD/CAE软件建模后导入导DEFORM系统中，目前，DEFORM-3D的几何模型接口格式有:①STL:几乎所有的CAD软件都有这个接口。
它由一系列的三角形拟合曲面而成。
②UNV:是由SDRC公司(现合并到EDS公司)开发的软件IDEAS制作的三维实体造型及有限元网格文件格式，DEFOEM接受其划分的网格。
③PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限元网格文件格式。
④AMG:这种格式DEFORM存储己经导入的几何实体。
2.网格划分在DEFORM-3D中，如果用其自身带的网格剖分程序，只能划分四面体单元，这主要是为了考虑网格重划分时的方便和快捷。
但是它也接收外部程序所生成的六面体(砖块)网格。
网格划分可以控制网格的密度，使网格的数量进一步减少，有不至于在变形剧烈的部位产生严重的网格畸变。
DEFORM-3D的前处理中网格划分有两种方式，一种是用户指定单元数量，系统默认划分方式，用户指定的网格单元数量只是网格划分的上限约数，实际划分的网格单元数量不会超过这个值。
用户可以通过拖动滑块修改网格单元数，也可以直接输入指定数值，该数值和系统计算时间有着密切的关系，该数值越大，所需要的计算量越大，计算时间越长。
另一种手动设置网格使用的是Detailed settings下的Absolute方式，该方式允许用户指定最小或最大的网格尺寸和最大与最小网格尺寸的比值。
该值设置完成在网格单元数量中可以看到网格的大概数目，但无法在那里修改，只能通过修改最大或最小单元尺寸来修改网格数目。
3.初始条件有些加工过程是在变温环境下进行的，比如热轧，在轧制过程中，工件，模具与周围环境介质之间存在热交换，工件内部因大变形生成的热量及其传导都对产品的成形质量产生主要的影响，对此问题，仿真分析应按照瞬态热一机祸合处理。
DEFORM材料库可以提供各个温度下材料的特性。
Deform学习
Deform-3D（version6.1）使用步骤Deform—3D是对金属体积成形进行模拟分析的优秀软件，最近几年的工业实践证明了其在数值模拟方面的准确性，为实际生产提供了有效的指导。
Deform—3D的高度模块化、友好的操作界面、强大的处理引擎使得它在同类模拟软件中处于领先地位。
以下将分为模拟准备、前处理、求解器、后处理四部分简要介绍Deform—3D的使用步骤。
一、模拟准备模拟准备阶段主要是为模拟时所用的上模、下模、坯料进行实体造型，装配，并生成数据文件。
实体造型可通过UG、Pro-e、Catia、Solidworks等三维作图软件进行设计，并按照成形要求进行装配，最后将装配体保存为STL格式的文件。
该阶段需要注意的是STL格式的文件名不能含有中文字符；另外对于对称坯料，为了节省求解过程的计算时间并在一定程度上提高模拟精度（增加了网格数量），可把装配体剖分为1/4，1/8或更多后再进行保存。
二、前处理前处理是整个数值模拟的重要阶段，整个模拟过程的工艺参数都需要在该阶段设置，各参数设置必须经过合理设置后才能保证模拟过程的高效性和模拟结果的准确性。
首先打开软件，新建（new problem）→选择前处理（Deform-3D preprocessor）→在存放位置（Problem location）选项卡下选择其他（other location）并浏览到想要存放deform模拟文件的文件夹→下步的problem name可任意填写。
注意：所有路径不能含有中文字符。
之后会打开新的界面，点击模拟控制（simulation controls）→改变单位（units）为SI，接受弹出窗口默认值；选中模式（mode）选项卡下热传导（heat transfer）。
导入坯料、模具并设置参数：∙导入毛坯：∙general：通常采用刚塑性模型即毛坯定义为塑性（plastic），之后导入的模具定义为刚性（rigid）；温度（temperature）：根据成形要求设定坯料预热温度（温热成形时一定注意）；材料（material）：点击load选择毛坯材料，若材料库中没有对应的材料可选择牌号相近的。
deform-3D中文手册_上
第一章 BLOCK 前处理本章纲要：1. BLOCK 前处理1.1. 创建新作业1.2. 设定模拟控制参数1.3. 输入对象数据1.4. 视图操作1.5. 选择点1.6. 其他显示窗口图标钮1.7. 保存作业1.8. 退出DEFORMTM3D1. BLOCK 前处理1.1. 创建新问题对 Windows NT 系统从开始菜单选择 DEFORM TM3D，利用Create a New Directory 图标创建子目录BLOCK，更改子目录到BLOCK。
DEFORM TM3D SYSTEM 窗口如图1.1所示。
图1.1 - DEFORM TM3D System 窗口在作业号Problem ID文本框内，更改 Problem ID为BLOCK。
点击前处理Pre-Processor钮进入前处理模块。
前处理Pre-Processor界面由显示窗口，工具条窗口，控制窗口和信息窗口组成(图 1.2)。
图 1.2 - DEFORM TM3D 前处理Pre-Processor1.2. 设定模拟控制参数点击 CONTROL 窗口中的Simulation Controls 钮显示Simulation Controls 窗口(图 1.3)。
Simulation Title文本框中键入模拟作业名称BLOCK，设定单位制Units为English 英制，选中Deformation 为 ON，其他选项为OFF，完成后点击OK 钮。
图1.3 - Simulation Controls window1.3. 输入对象数据定义对象信息，点击CONTROL 窗口内的Objects 钮显示 OBJECTS 窗口（图1.4）。
OBJECT 窗口打开时会自动创建缺省名为 Object #1 的对象。
更改对象 #1的对象名Object Name为BLOCK，然后点按 ENTER键。
更改对象类型Object Type为塑性PLASTIC。
定义对象几何特征请点击Geometry 图标，对象几何数据有多种格式可供选择，如stereolithography (.STL) 曲面数据格式，DEFORM专用数据格式（AMGGEO），IDEAS universal (.UNV) 或 PATRAN neutral(.PDA)的曲面定义格式，其带3D网格剖分数据格式等均可直接输入到DEFORM系统中。