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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-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。 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
5、点击按钮 。
七、定义模具的热边界条件
选择Top Die,点击按钮 ,系统默认进入Thermal菜单下Heat Exchange
with Environment选项。并弹出小窗口。在默认的情况,点击毛坯的上下和圆柱 外面,然后点击边界参数定义窗口下面的按钮 。
选择Bottom Die,作如上所述的相同操作,选择Bottom Die的上下和圆 柱面。
八、定义毛坯和模具接触关系
1.在前处理控制窗口的右上角点击Inter Object…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,点击按钮Edit,在弹出的窗的Constant后选择Free resting,模 具和毛坯之间的热传递系数自动设为0.0003。
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。
2、 DEFORM-3D不具备三维造型功能,所以该软件所用模型均在其它三维软 件中建立。
3、 DEFORM-3D软件操作环境的坐标与Pore、UG软件中默认的坐标系相同。 所以在创建模型的时候最好把位置关系安排好,这样调进来的模型比较容易调整。
否则文件太大。
实例操作——道钉Biblioteka 形模拟道钉成形属于热模锻成形,在加工过程中存在热传导现象。我们可以用 deform软件来模拟器热传导过程。
一、创建新项目
在有较大空间的硬盘区域里创建一新的工作目录Spike forging ,启动deform系统,将工 作目录转到这,进入项目对话框,设定项目名称为spike,进入前处理PreProcessor。
4、使用有限元软件时,要养成分析每个问题创建新的文件夹的习惯。因为打开 DEFORM-3D软件,其默认安装目录下会自动生成一文件夹,所作模拟都会放置 在该文件夹下,不便于管理。
金属塑性成形的前处理
DEFORM-3D软件的模块结构是由前处理器、模拟处理器、后 处理器三大模块组成。前处理主要包括(步骤): 1、几何模型建立或导入 2、网格划分 3、材料定义 4、物体的接触和摩擦定义 5、模拟参数的设定 6、数据库文件的生成
二、工件划分网格
首先选择Workpiece,然后点击按钮Mesh,进入Detailed Settings,在 System Setup下选择Relative,并设单元的数量为10000,然后生成网格。
三、定义热边界条件
这是一个1/4对称体的一部分,所以在分析中,要通过边界条件的定义体现出来。 因为我们要分析热问题,所以制定一热边界条件即可。这一步操作必须是对已经划分网 格的物体才能操作。
在前处理控制窗口的右上角点击Object Positioning按钮, 会弹出新的窗口。
1)首先选择Interference,这个功能能够将两个物体自动干涉 接触上;
2)选择Position Object(要移动的物体):Top Die 3)选择Reference(参照物):Workpiece 4)选择Approach Direction为“-Z” 5)选择”Apply” 6)选择Position Object(要移动的物体):Bottom Die 7)选择Approach Direction为“Z” 8)选择”Apply”
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,它是通过一系列的三角形拟合曲 面而成。 2.UNV:SDRC公司(现合并到EDS公司)软件IDEAS的三维实体造型及有 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。
选择Workpiece,点击按钮 ,系统默认进入Thermal菜单下Heat Exchange with Environment选项。并弹出如图所示的选项框。
点击按钮 可以设置环境的温度。
三、定义热边界条件
屏幕的左下角中出现的小窗口是为了选择边界面。在默认的情况,点击毛坯 的上下和圆柱外面,然后点击边界参数定义窗口下面的按钮 。
.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。
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,但不至于在变形剧烈的部位产生严重的 网格畸变。
单击模拟控制按钮,打开窗口,设定单位制为units为英制English,选中热传导heat transfer按钮,取消deformation。 1、点击按钮Geometry,然后选择Import…按钮,在弹出的读取文件窗口中找到 Spike_Billet.STL(deform3d/v6.1/LABS)并加载此文件。 2、在Objects窗口中点击Insert Objects按钮,在物体的列表中增加了一个名为Top Die的物 体,并点击按钮Geometrye Import….导入Spike_TopDie1.STL。 3、同2增加一个名为Bottom Die的刚性物体,导入Spike_BottomDie.STL
十一、设置模拟控制参数,生成数据文件,运行
十二、后处理
在DEFORM3D的主窗口选择Post process Deform3d Post进入后处理。 选择 Variable为Temperature,为了清晰起见,选择单独显示一个物体的方式,分 别选Workpiece,BottomDie,观察在不同时间步的温度分布。由于Top Die 与 工件接触面积很小,所以温度几乎没变。
后处理—温度场
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。
三、材料定义
DEFORM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,并提供了丰富的开方式材料 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。在使用时,我们可以直接从材料库提取所需要的材料。
用户也可根据自己的需要定制材料库。在DEFORM-3D软件中,用户可以根 据分析的需要,输入材料的弹性、塑性、热物理性能数据。如果需要分析热处 理工艺,还可以输入材料的每一种相的相关数据以及硬化、扩散等数据。
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