DEFORM2D和DEFORM3D+CAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用

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DEFORM3D基本操作指南

DEFORM3D基本操作指南
最后我们可以在显示窗口中看到上下模以及上面导入的金属体。
五、设置上模的运动参数
1.首先在物体列表中选中Top Die在前处理的控制窗口中点击按
钮Movement
,进入物体运动参数设置窗口。
2.在运动控制窗口中,设置参数Direction 为-Z,Speed为1。
六、设置物体温度
由于某些材料属性与温度相关,所以即使在整个模拟过程中温度并
实体造型及有限元网格文件格式,DEFORM接受其 划分的网格。 3.PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限 元网格文件格式。 4.AMG:这种格式DEFORM存储已经导入的几何实体。
.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。
DEFORM3D基本操 作指南
DEFORM通过在计算机上模拟整个加工 过程,可以帮助工程师和设计人员:
1、设计工具并模拟工艺流程,减少昂贵的现 场试验成本;
2、提高模具设计效率,降低生产和材料成 本;
3、缩短新产品的研究开发周期。
DEFORM-3D简介
DEFORM-3D是一套基于工艺模拟系统的有限元 系统(FEM),专门设计用于分析各种金属成形过 程中的三维(3D)流动,提供极有价值的工艺分析 数据,及有关成形过程中的材料和温度的流动。
1.点击按钮
,进入新的窗口
2.选择剪切摩擦方式Shear,输入常摩擦系数constant,如果你对具体 的摩擦系数没有概念,可以选择工艺种类,例如,本例中的冷Cold Forming用的是Steel Die,摩擦系数系统会设为0.12,点击Close按 钮,关闭窗口。
3.回到Inter Object

DEFORM-3D基本操作指南

DEFORM-3D基本操作指南

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。因为成形分析是一个连续的过程,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, 否则文件太大。
四、导入模具文件
1. 导入上下模具的几何文件。在前处理控制窗口中点击增加物体按钮 Inter Objects…进入物体窗口。可以看到在Objects列表中增加了 一个名为Top Die的物体。 2.在当前选择默认Top Die 物体的情况下,直接 选择 然后选 3.本例中选择安装目录下 DEFORM3D\V6.1\ Labs的 Block_Top Die .STL
九、定义物间关系
1.在前处理控制窗口的右上角点击 按钮,会出现一个提示,选择 Yes弹出Inter Object窗口。 2.定义物间从属关系:在v6.1中,系统会自动将物体1和后面的物体定 为从属关系(Slave-Master),即软的物体为Slave,硬的物体设为 Master。
1.点击按钮 ,进入新的窗口 2.选择剪切摩擦方式Shear,输入常摩擦系数constant,如果你对具体 的摩擦系数没有概念,可以选择工艺种类,例如,本例中的冷Cold Forming用的是Steel Die,摩擦系数系统会设为0.12,点击Close按 钮,关闭窗口。 3.回到Inter Object 窗口后选择第二 组。 4.重复1-2的操作, 将Bottom Die 和Workpiece的 摩擦系数也设 为0.12(也可以 在第2步后,点 击按钮 )
deform2d二维deform3d二维deformht热处理deformpc微机版deformf22d简化版本deformf33d简化版本deform系列软件简介deformdeform3d是一套基于工艺模拟系统的有限元系统fem专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维3d流动提供极有价值的工艺分析数据及有关成形过程中的材料和温度的流动

DEFORM软件

DEFORM软件

DEFORM软件DEFORM简介Deform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。

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Newton-Raphson法进行求解,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DEFORM功能1. 成形分析冷、温、热锻的成形和热传导耦合分析(DEFORM所有产品)。

丰富的材料数据库,包括各种钢、铝合金、钛合金和超合金(DEFORM所有产品)。

用户自定义材料数据库允许用户自行输入材料数据库中没有的材料(DEFORM所有产品)。

提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、纤维流向、缺陷形成和韧性破裂等信息。

刚性、弹性和热粘塑性材料模型,特别适用于大变形成形分析(DEFORM所有产品)。

弹塑性材料模型适用于分析残余应力和回弹问题(DEFORM-Pro, 2D, 3D)。

烧结体材料模型适用于分析粉末冶金成形(DEFORM-Pro, 2D, 3D)。

完整的成形设备模型可以分析液压成形、锤上成形、螺旋压力成形和机械压力成形(DEFORM 所有产品)。

用户自定义子函数允许用户定义自己的材料模型、压力模型、破裂准则和其他函数(DEFORM-2D,3D)。

Deform有限元模拟技术介绍及应用

Deform有限元模拟技术介绍及应用
有限元法 求解数学表述的连续体问题的一种一般离散化方法
。把整个系统分解成性态容易了解的单个的元件 或“ 单元”,然后由这些元件重建原来的系统, 以研究其性态变化等。
静态 隐式
有限元模拟算法
动态 显式
数值模拟:求偏微分方程的数值解
数值模 拟方法
•1.有限元法、 • 2.边界元法、 • 3.离散单元法 •4.有限差分法
综上本模拟试验中所选取的基本参数:
• TiAl合金坯料的直径为14mm • TiAl合金坯料髙径比为2,2.5,3 • 包套材料为321不锈钢,厚度为3,5,8mm • 上下模尺寸为50×50×15mm,温度为20 ℃ • TiAl合金的温度为1150℃ • 上模向下运动的速度为1mm/sec • 各物体之间的接触摩擦系数为0.3 • 公差设为最佳值 • 模拟控制中步长设为0.7mm

5 DEFORM模拟软件在材料加工中的应用
以DEFORM软件在塑性成形中的应用为主,以 TiAl合金的包套镦粗以及方形件的锻压为例,详 细介绍deform的功能,应用的步骤,以及可以 解决的一些主要问题
A
前期造型
B
模拟的前处理
C
启动模拟计算器
D
后处理操作
前期造型
内容
1
Hale Waihona Puke 有限元模拟技术的概述2DEFORM模拟软件的简介
3
DEFORM模拟软件的系统结构及产品功能
4 DEFORM模拟软件在材料加工中的应用举例 6
有限元模拟软件的概述
有限元的基本思想在20世纪40年代初就已经提出, 到70年代才开始逐渐被应用,应用的范围,分析 的对象也越来越广,分析的作用也更加强大
• 专门适用于塑性加工领域的CAE分析软件

9 金属塑性成形有限元软件应用介绍

9 金属塑性成形有限元软件应用介绍
单元分析流程图
金属塑性成形原理
进行单元分析时,需要把单元内的任一点的位移分量表示成坐标 的某种函数,该函数称为位移函数。
多项式形式的位移函数应用最为广泛。多项式的次数越高,计算结 果越精确。在实际中,取有限次多项式来获得近似解。
位移函数的次数对计算精度的影响
金属塑性成形原理
位移函数的多项式形式: 实际工程应用中,插值函数多项式一般取1~3次。
金属塑性成形原理
第九章 金属塑性成形有限元软件应用
内容提纲
一、有限元基本原理简介 二、 Ansys软件简介 三、Abaqus软件简介 四、Deform-3D软件简介 五、Dynaform软件简介
金属塑性成形原理
金属塑性成形原理
第一节 有限元基本原理简介
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。
➢几何对称的变形体,利用其对称性,只选择对称部分进行网格划分。
金属塑性成形原理
二、位移函数的选择 ✓结构离散化后,要对单元进行力学特性分析。 ✓单元分析是有限元计算的核心,其任务是建立单元的结点力与结点 位移之间的关系,即建立单元的刚度矩阵。 ✓由弹性或塑性力学方程分析应力与应变,建立结点位移和内部应力 的关系,现借助虚功方程,导出单元结点力与结点位移的关系。
针对该问题研究者们提出了几种不同的处理方法, 典型的有拉格朗日(Lagrange)乘子法,罚函数法。
金属塑性成形原理

DEFORM基本操作指南

DEFORM基本操作指南
场试验成本;
2、提高模具设计效率,降低生产和材料成 本;
3、缩短新产品得研究开发周期。
DEFORM-3DD就E是F一O套R基M于-工3D艺模简拟介系统得有限元
系统(FEM),专门设计用于分析各种金属成形过程中得三 维(3D)流动,提供极有价值得工艺分析数据,及有关成形 过程中得材料和温度得流动。
DEFORM-3D可以应用于金属成形得冷加工、热加工等 工
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软件就是有限元系统(FEM),所 以必须对所分析得工件进行网格划分。
在DEFORM-3D中,如果用其自身带得网格 剖分程序,只能划分四面体单元,这主要就是为了 考虑网格重划分时得方便和快捷。但就是她也接
收 外部程序所生成得六面体(砖块)网格。网格划 分可以控制网格得密度,使网格得数量进一步减 少,但不至于在变形剧烈得部位产生严重得网格 畸变。
二、导入毛坯几何文件
1、在前处理得物体操作窗口中点击按钮
(Geometry) ,然后再选

(Import Geometry),选择在CAD中或其她CAE软件
中得造型文件。(本例中选择安装目录下DEFORM3D\V6、1\Labs得
Block_Billet、STL。)
2、在DEFORM3D v6、1得版
温度得方式为在物体窗口中选中物体Workpiece,点击General按钮,然
后点击按钮
在弹出得输入物体温度窗口中,输入所需
温度。)
七、设置材料
对于那些非刚性材料和考虑 传热影响得刚体(Rigid)材料, 必须按需要设置材料得属性。
1、在物体列表窗口中选择Workpiec
2、在前处理控制窗口中,点击

DEFORM软件应用实例2


图3 -3 坯料压扁状态
图3 -4 锻件终锻状态
图3 -5 锻件有限元网格图
图3 -6 锻件终锻截面图
从上面的模拟结果图中可以看出, φ72×228mm的坯料尺寸太小,因
此坯料充不满型腔,锻件缺肉现象严重。为此选用了尺寸为φ75×228 mm的
坯料进行了模拟,与上面的模拟过程一样,首先将坯料压扁30mm,模拟结
数设定为0.25,假定模具为刚体,不发生变形。
3.1.2.2 有限元模拟
3.1.2.2.1 坯料优化 模拟首先选用了φ72×223mm的坯料,并经压扁工步压扁30mm,模拟
结果如图3 -18~3-21所示。
图3 -18 坯料压扁状态
图3 -19 锻件终锻状态
图3-20 锻件有限元网格图
图3-21 锻件终锻截面图
火变形以及对热处理过程中重要的机械及材料性状进行预测 。
DEFORM软件的技术特点主要表现在以下几个方面: 1. 数据统一。使用统一的数据库来存储模型数据及求解结果,实现前
后处理、分析及多场分析数据的统一。 2. 智能网格划分。具有智能网格划分功能,可以自动生成优化的网格。 3. 可实现多场耦合功能。实现多物理场的耦合分析,研究各物理场间 的相互影响。 4. 提供与其他程序的接口。DEFORM提供了与诸多CAD软件的接口 程序以实现数据共享和交换,如AutoCAD、Pro/Engineer、UG等。 5. 材料库中包含有钢、铝、钛合金等许多材料,用户也可以自定义一 些必需的材料添加到材料库。
户界面,为前处理的数据准备工作以及分析过程提供了方便,该软件
的一个关键组成部分是适合于大变形问题的全自动、优化的重划分网
格系统。
DEFORM软件的最新版本中增加了HT (Heat Treatment)功能模

利用DEFORM-3D模拟镦粗锻造成型

利用DEFORM-3D模拟镦粗锻造成型学生学号实验课成绩学生实验报告书材料成型CAE综合实验实验课程名称开课学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级学年第学期 --实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节;实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。

为加强实验过程管理,改革实验成绩考核方法,改善实验教学效果,提高学生质量,特制定实验教学管理基本规范。

、本规范适用于理工科类专业实验课程,文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参1照执行或暂不执行。

2、每门实验课程一般会包括许多实验项目,除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外,其他实验项目均应按本格式完成实验报告。

3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。

每部分均在实验成绩中占一定比例。

各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。

各专业也可以根据具体情况,调整考核内容和评分标准。

4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。

教师要在实验过程中抽查学生预习情况,在学生离开实验室前,检查学生实验操作和记录情况,并在实验报告第二部分教师签字栏签名,以确保实验记录的真实性。

5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩,完整保存实验报告。

在完成所有实验项目后,教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册,构成该实验课程总报告,按班级交课程承担单位(实验中心或实验室)保管存档。

6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。

附表:实验考核参考内容及标准观测点考核目标成绩组成1( 预习报告对实验目的和基本原理2( 提问实验预习的认识程度,对实验方20% 3( 对于设计型实验,着重考查设计方案的案的设计能力科学性、可行性和创新性1( 是否按时参加实验2( 对实验过程的熟悉程度着重考查学生的实验态3( 对基本操作的规范程度度、基本操作技能;严实验过程 30% 4( 对突发事件的应急处理能力谨的治学态度、团结协5( 实验原始记录的完整程度作精神6( 同学之间的团结协作精神1( 所分析结果是否用原始记录数据考查学生对实验数据处2( 计算结果是否正确理和现象分析的能力;结果分析 3( 实验结果分析是否合理 50% 对专业知识的综合应用4( 对于综合实验,各项内容之间是否有分能力;事实求实的精神析、比较与判断等实验课程名称材料成型数值模拟实验项目名称利用DEFORM3D模拟镦粗锻造成型实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期第一部分: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1) 了解认识DEFORM-3D软件的窗口界面。

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模拟控制介绍

DEFORM模拟控制介绍DEFORM模拟控制是一种先进的仿真技术,广泛应用于金属成形、焊接、热处理等工艺的优化和改进。

它是一种将材料的塑性变形和组织变化过程进行数值模拟的方法,可以精确地预测材料的变形行为和性能变化。

通过DEFORM模拟控制,可以优化工艺参数,提高生产效率和产品质量。

DEFORM模拟控制的核心是有限元分析方法。

有限元分析是一种将实际问题离散化为有限个小元素的方法,通过求解这些小元素的力平衡方程和位移边界条件,得到整体的力学响应。

DEFORM模拟控制通过对材料的塑性变形和组织变化过程进行数值模拟,可以预测材料的变形行为和性能变化。

DEFORM模拟控制有多个应用领域。

在金属成形领域,DEFORM模拟控制可以用于优化冲压工艺、预测成形过程中材料的变形行为和缺陷形成,从而改善产品的质量和延长模具的寿命。

在焊接领域,DEFORM模拟控制可以用于优化焊接参数、预测焊接过程中的应力分布和变形,从而减少焊接变形和应力腐蚀开裂的风险。

在热处理领域,DEFORM模拟控制可以用于优化热处理工艺、预测材料的相变行为和力学性能的变化,从而提高材料的机械性能和耐久性。

DEFORM模拟控制的优势主要体现在以下几个方面。

首先,它可以精确地预测材料的变形行为和性能变化,为工艺优化和产品改进提供依据。

其次,DEFORM模拟控制可以有效地减少试制样品的数量和时间,降低开发成本和周期。

再次,DEFORM模拟控制可以帮助优化工艺参数,提高生产效率和产品质量。

最后,DEFORM模拟控制还可以预测工艺中存在的缺陷和问题,提前采取措施进行纠正。

DEFORM模拟控制的实施步骤主要包括模型建立、材料参数和力学参数的确定、边界条件的定义、数值求解和结果分析。

首先,需要根据实际问题建立数值模型,将其离散化为有限个小元素。

然后,需要确定模型中的材料参数和力学参数,这些参数决定了材料的变形行为和性能变化。

接下来,需要定义边界条件,包括加载条件和约束条件。

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对汽车顶杆零件进行挤压成形工艺有限元分析时,网格处理先不采用Deform软件,而是用HyperMesh软件对其几何清理、网格划分、 网格输出.然后,再将处理过的有限元模型(Finite Element Model,FEM)导入Deform软件进行等效应力的数值计算,并与用Deform软件进 行网格处理的同一模型进行比较.分析结果表明,两者数值模拟结果非常接近,而且前者模拟时间大大缩短.由此可见,综合运用 HyperMesh和Deform可以提高模拟工作的效率.
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2.期刊论文 田甜.张诗昌.Tian Tian.Zhang Shichang Deform在锻造中的应用 -冶金设备2009,""(5)
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3.学位论文 王德清 基于OpenGL的有限元分析数据可视化系统开发 2008
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科学计算可视化是指涉及计算机图形学、数字图像处理和其他多种学科领域,将科学与工程计算过程及计算结果转换为图形及图 像在屏幕上显示,并与之进行交互处理的理论和方法。有限元分析数据可视化是科学计算可视化中最具有挑战性的研究热点之一。 有限元分析数据包括两种:单元数据和节点数据,例如位移、速度一般都是离散在节点上,因此属于节点数据,应力、应变一般 都是离散在单元内,因此属于单元数据。这些数据都是建立在有限元网格的基础之上,它们都和邻近的节点或单元存在一定的联系。 获取有限元分析数据是进行可视化的第一步。不同的有限元分析软件有不同的数据输出格式,目前还没有统一的标准。本文采用 Deform分析数据进行可视化,因此主要讲述Deform软件的数据预处理。 显示网格并构建数据场的结构是整个数据场可视化的第一步,在有限元数据场可视化中,网格是各种数据量的载体,只有先显示 网格,然后在其基础上才能进行各种可视化的操作。数据场显示中,无论是只显示网格还是要进行渲染,都必须进行消隐处理,目的 是便于检查剖分情形及显示计算结果,使绘出的网格图具有较强的立体感。 对于二维标量数据,主要采用等值线和云图进行描述。等值线绘制是标量数据可视化的主要技术,它通过提取网格数据中某物理 量某一数值点的连续分布图形来反映数据之间的某些特性。云图也是一种广泛采用的可视化技术,它将模型表面上某一分析值范围之 间的区域用相应的颜色进行填充,进而可以观察某一范围内的值在模型表面的分布情况,它是检查、分析计算结果的一种非常有效的 工具,具有直观、漂亮等优点。 本文在对科学计算可视化技术进行分析研究的基础上,将它们应用于有限元分析数据的分析处理之中。结合在有限元分析数据中 ,物理量大多是标量,并且部分矢量可以转化为标量显示的特点,本文对标量可视化技术进行了研究,重点叙述了等值线和云图显示 的原理、算法,最后介绍了可视化系统的开发,实现了可视化系统的界面显示和其中的部分功能。 本文着力进行有限元分析数据的可视化系统开发,把庞大的数据转化为图形输出,便于工程人员分析,从而提高分析效率,也有 利于工程设计人员发现其中的隐含问题,为优化设计提供有效的工具和手段。本文是进行可视化系统开发的基础工作,相信在此基础 上继续努力一定会开发出一套成功的可视化系统,给社会带来巨大的收益。


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