deform模拟软件的实例操作与详细介绍_图文_百度文库
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deform模拟软件的实例操作与详细介绍
&&详细介绍了deform模拟软件的操作,结合实例进行解析分析,值得推荐学习。
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你可能喜欢基于DEFORM的药筒坯料选择数值模拟分析--《锻压装备与制造技术》2016年01期
基于DEFORM的药筒坯料选择数值模拟分析
【摘要】：通过采用先进的有限元成形分析软件DEFORM-3D,对某旋压药筒热成形的坯料形状选择进行数值模拟研究,并在此基础上进行实验验证,将毛坯尺寸定为覬80mm×25,减少前期实际试验,节约成本,缩短工艺开发周期,为解决旋压药筒热成形工艺设计和实际生产问题提供依据。
【作者单位】：
【基金】：
【分类号】：TG376
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DEFORM――金属成形及热处理专业仿真环境行业化专用产品关键词●金属成形 - 包括锻造,挤压,拉拔,开坯,轧制,粉末成形,烧结,冲压及冲裁等 工艺以及锻坯优化设计.●热处理 - 包括正火,退火,淬火,回火,时效处理,渗碳,蠕变,高温处理,相 变,金属再结晶,硬化,晶粒生长和时效沉积,感应加热,电阻加热 等.DEFORM●机械加工 - 包括车削,铣削,钻孔等.●专用材料数据库 - 包括弹性,刚(粘)塑性,弹塑性,热刚(粘)塑性和粉末介质材料模 型.―― 金 属 成 形 及 热 处 理 专 业 仿 真 环 境●网格自动重分功能 - 计算中大变形部位网格全自动重新剖分,完全智能化,勿须人工干涉.●用户自定义子程序 - 用户自定义子函数允许用户定义自己的材料模型,模具运动,压力模 型,断裂准则和其他函数.模锻成形渗碳处理DEFORM金属成形及热处理专业仿真环境DEFORM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了基于有限元法的DEFORM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,保持着令人叹为观止的精度,被国际成形模拟领域公认为处于同类型模拟 软件的领先地位. DEFORM-3D是在一个集成环境内综合建模,成形,热传导和成形设备特性进行模拟仿真分析.适用于热,冷,温 成形,提供极有价值的工艺分析数据.如:材料流动,模具填充,锻造负荷,模具应力,晶粒流动,金属微结构和缺陷 产生发展情况等. DEFORM 不同于一般的有限元程序,是专为金属成形而设计,为工艺设计师量身定做的软件.DEFORM可以用于 模拟零件制造的全过程,从成形,热处理到机加工.DEFORM主旨在于帮助设计人员在制造周期的早期能够检查,了 解和修正潜在的问题或缺陷.DEFORM具有非常友好的图形用户界面,可帮助用户方便地进行数据准备和成形分析. 这样,工程师们便可把精力主要集中在工艺分析上,而不是去学习烦琐的计算机软件系统. DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程,帮助工程师和设计人员:● ● ● ●设计工具和产品工艺流程,减少昂贵的现场试验成本. 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. 分析现有工艺方法存在的问题,辅助找出原因和解决方法产品特色■ 友好的图形界面DEFORM专为金属成形而设计,具有windows风格的图形界面, 可方便快捷地按顺序进行前处理及其多步成形分析 操作设置,分析过程流程化,简单易学.另外,DEFORM针对典型的成形工艺提供了模型建立模板,采用向导式操作步 骤,引导技术人员完成工艺过程分析.图形界面DEFORM■ 高度模块化,集成化的有限元模拟系统DEFORM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,求解器,后处理器三大模块.前处 理器完成模具和坯料的几何信息,材料信息,成形条件的输入,并建立边界条件.求解器是一个集弹性,弹塑性,刚(粘) 塑性,热传导于一体的有限元求解器.后处理器是将模拟结果可视化,支持OpenGL 图形模式,并输出用户所需的结果 数据.DEFORM允许用户对其数据库进行操作,对系统设置进行修改,并且支持自定义材料模型等.■ 有限元网格自动生成器以及网格重划分自动触发系统DEFORM强大的求解器支持有限元网格重划分,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.集成化有限元系统■ 集成金属合金材料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.用户也可根据自己的需要定制材料库.材料数据库DEFORMDEFORM金属成形及热处理专业仿真环境■ 集成多种成形设备模型DEFORM集成多种实际生产中常用的设备模型,包括液压机,锻锤,机械压力机,螺旋压力机等.可以分析采用不 同设备的成形工艺,满足用户各种成形条件下模拟的需要.成形设备设置■ 用户自定义子程序DEFORM提供了求解器和后处理程序的用户子程序开发.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,支持高级算法的开发,极大扩展了软件的可用性.后处理程序的用户子程序开发允许用户定 制所关心的计算结果信息,丰富了后处理显示功能.■ 辅助成形工具DEFORM针对复杂零件锻造过程,提供了预成形设计模块Preform,该模块可根据最终锻件的形状反算锻件的预成 形形状,为复杂锻件的模具设计提供了指导. 针对热处理工艺界面热传导参数的确定,提供了反向热处理分析模块(Inverse Heat),帮助用户根据试验结果确定 界面热传导参数.实用价值 产品特色● ●完善的IGES,STL,IDEAS,PATRAN,NASTRAN等CAD和CAE接口,方便用户导入模型. 提供多达250种材料数据的材料库,几乎包含了所有常用材料的弹性变形数据,塑性变形数据,热能数据,热交换数 据,晶体长大数据,材料硬化数据和破坏数据,方便用户计算过程中使用.●系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器,生成优化的网格模型.在精度要求较高的区域,可以 划分较细密的网格,从而降低题目的规模,并显著提高计算效率.●提供三种迭代计算方法:Newton-Raphson,Direct和Explicit,用户可根据不同工况,不同材料性能选择不同计算方法.DEFORM● ● ● ● ● ● ●多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性. 并行求解显著提高求解速度. 获得金属成形过程中的速度场,应力应变,温度场,流线等结果,以分析型材成形中充填不满,折叠,开裂等缺陷. 设计工具和产品工艺流程,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. 为用户优化模具结构及工艺参数. 缩短新产品的研发周期.功能概览 产品特色D E F O R M用来分析变形,传热,热处理,相变和扩散以及晶粒组织变化等.以上的各种现象之间都是相互耦合 的,拥有相应模块以后,这些耦合效应将包括:由于塑性功,界面摩擦功引起的升温,加热软化,相变控制温度,相变 内能,相变塑性,相变应变,应力对相变的影响,应变及温度对晶粒尺寸的影响以及碳含量对各种材料性能产生的影响 等.■ 成形分析● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●冷,温,热锻的成形和热-力耦合分析. 丰富的材料数据库,包括各种钢,铝合金,钛合金和高温合金. 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. 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. 弹塑性材料模型适用于分析残余应力和回弹问题. 多孔材料模型适用于分析粉末冶金成形. 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. 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. 流线和质点跟踪可以分析材料内部的流动信息及各种场量分布. 温度,应变,应力,损伤及其他场变量等值线的绘制使后处理信息更加丰富. 自动接触条件及完美的网格再划分使得在成形过程中即便形成了缺陷,模拟也可以进行到底. 多变形体模型允许分析多个成形工件或耦合分析模具应力. 磨损分析模型用于评估成形过程中模具磨损情况. 预成形设计模块为复杂锻件的多步模具设计提供指导. 基于损伤因子的裂纹萌生及扩展模型可以分析剪切,冲裁和机加工过程.DEFORMDEFORM● ● ●金属成形及热处理专业仿真环境模具应力分析功能用于分析组合模具及多衬套挤压模具在成形过程中的变形和损伤. 完善的热边界条件可以分析热成形中材料与环境间的热交换. 恒定热流及热源功能用来分析保温模具加热部件的分布位置和焊接的温度场.模具应力计算管挤压成形■ 型材挤压分析● ● ●高级ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)及S-S(Steady-state)稳态算法适合复杂非对称截面型材挤压成形过程. 增量算法可模拟挤压过程材料分流及在焊合过程. 增量算法可实现型材挤压成形的裂纹,扭拧,波浪及弯曲等缺陷.初始阶段,金属填充型腔 ● ● ● ●流速均匀,达到稳定状态非稳定阶段,缺陷出现优秀的单元重划及节点粘接接触能力可模拟焊合过程中焊接面的形成. ALE稳态算法可在很少的时间步内收敛,快速获得流速,温度等场变量. 增量算法与稳态算法相结合可高效模拟从棒料挤压-分流-焊合-挤出稳定端面的整个过程. 分析挤压过程中再结晶现象及微观组织结构的变化增量法+稳态法管材挤压成形DEFORM■ 热处理●模拟的热处理工艺类型:正火,退火,淬火,回火,时效处理,渗碳,蠕变, 高温处理,相变,金属晶粒重构,硬化和时效沉积等.●精确预测硬度,金相组织体积比值(如马氏体,残余奥氏体含量百分比等), 热处理工艺引起的挠曲和扭转变形,残余应力,碳势和含碳量等热处理工艺评 价参数,得到热处理变形和碳含量分布.● ● ● ● ●专门的材料模型用于蠕变,相变,硬度和扩散. 可以输入淬火数据来预测最终产品的硬度分布. 可以分析各种材料金相,每种金相都有自己的弹性,塑性,热和硬度属性. 混合材料的特性取决于热处理模拟中每一步的各种金属相的百分比. 反向热处理辅助确定工件和热处理介质之间的界面换热系数.阀门热处理■ 热微观组织分析● ● ● ● ● ● ●模拟微观组织在金属成形过程,热处理过程及加热,冷却过程中的演变. 模拟晶粒生长,分析整个过程的晶粒尺寸变化. 计算成形及热处理过程中的回复再结晶现象,包括动态再结晶,中间动态再结晶及静态再结晶. 通过微观演变预测总体性能,避免缺陷. 具有多种组织计算模型,包含典型的JAMK方程. 用户可二次开发自己的晶粒演变模型用于微观组织计算. 具有元胞自动机法,蒙特卡洛法及相区法计算方法,可现实微观组织相图,晶粒尺寸,晶界及晶向,实现微观组织演 变的可视化观测.●可通过显式算法计算金属断裂过程的微观孔洞的形成及组织裂纹.DEFORMDEFORM金属成形及热处理专业仿真环境■ 切削过程分析● ● ● ● ● ● ●模拟车,铣,刨及钻孔等机械加工过程. 模拟切削过程工件温度,变形及切屑产生. 预测切削刀具的受力,温度变化. 评估刀具的磨损情况. 模拟切削过程中工件发生的热处理相变. 可以分析各种材料金相,每种金相都有自己的弹性,塑性,热和硬度属性. 混合材料的特性取决于热处理模拟中每一步的各种金属相的百分比.钻孔过程模拟■ 综合模拟方案针对金属成形行业提供全方位的综合模拟方案,从金属的开坯,轧制到成形,热处理,组装,机加工及微观组织计 算,全面解决行业关注问题.开坯成形热处理组装加工变形&残余应力切削主要模块 产品特色■ DEFORM-2D在同一集成环境内综合建模,成形,热传导和成形设备特性等,主要用来分析成形过程中平面应变和轴对称等二维 材料流动,适用于热,冷,温成形,广泛用于分析锻造,挤压,拉拔,开坯,镦锻和许多其他金属成形过程,提供极有 价值的工艺分析数据,如:材料流动,模具填充,锻造负荷,模具应力和缺陷产生发展情况等.包含了DEFORM的核心 功能.支持PC平台的Windows XP/Vista系列操作系统,支持UNIX/LINUX系统.■ DEFORM-3D在同一集成环境内综合建模,成形,热传导和成形设备特性等,主要用于分析各种复杂金属成形过程中三维材料流 动情况,适用于热,冷,温成形,提供极有价值的工艺分析数据,如:材料流动,模具填充,锻造负荷,模具应力和缺 陷产生发展情况等,DEFORM- 3D功能与2D类似,但它处理的对象为复杂的三维零件,模具等.支持PC平台的Windows XP/Vista系列操作系统,支持UNIX/LINUX系统.DEFORM■ DEFORM-F2集成前处理,求解器和后处理于一体的独立分析系统,具有向导式的操作界面,使得用户可以方便地建立模型并完 成分析过程.主要用于典型的平面应变和轴对称等二维材料流动的冷,温,热成形以及传热过程分析.相对于DEFORM2D,DEFORM-F2更容易使用,用户能够很轻松完成前处理设置.但是软件功能上有一些限制,比如:支持材料本构类型 相对于DEFORM-2D较少,不支持用户子程序,不能设置复杂的边界条件,不能配置ADD-ON的模块,只能手动设置多步 成形等等.在PC平台的Windows XP/Vista系列操作系统下使用.■ DEFORM-F3与DEFORM-F2类似,DEFORM-F3为3D的简化版本.相对于DEFORM-3D,DEFORM-F3更容易使用,主要用于 分析各种复杂金属成形过程中三维材料流动情况,对于典型成形过程,具有向导化的操作界面,用户能够很轻松完成前处 理设置.但是软件功能上有一些限制,比如:支持材料本构类型相对于DEFORM-3D较少,不支持用户自定义子程序,不 能设置复杂的边界条件,不能配置ADD-ON的模块,只能手动设置多步成形等等.在PC平台的Windows XP/Vista系列操作 系统下使用.■ DEFORM 2D/3DDEFORM2D与DEFORM3D的整合的金属成形模拟系统,将2D与3D模拟系统合为一体,包含完整的2D/3D模拟系统 并可无缝转接.2D网格可转变为3D六面体及四面体网格,边界条件,参数控制都可自动转换,后处理数据可以转换.该 系统可用于复杂多工序成形,实现2D模拟与3D模拟的结合分析,提高计算效率.■ DEFORM F2/F3DEFORM F2/F3 金属体积成形模拟系统,将F2与F3模拟系统合为一体,包含完整的F2/F3模拟系统可用于模拟金属 体积成形问题,具有向导化操作界面,可视为2D/3D的简化版,前处理,求解及后处理在同一界面.■ DEFORM-HT (热处理)可以独立运行也可以附加在DEFORM-2D和DEFORM-3D之上.DEFORM-HT能分析热处理过程,包括:硬度,晶相 组织分布,扭曲,残余应力,含碳量等. 能够模拟复杂的材料流动特性,自动进行网格重划和插值处理,除变形过程模拟 外,还能够考虑材料相变,含碳量,体积变化和相变引起的潜热,计算出相变过程各相的体积分数,转化率,相变应力, 热处理变形和硬度等一系列相变引发的参数变量.能够计算金属成形过程发生的再结晶过程及晶粒长大过程.■ DEFORM-RR(环件轧制)该模块为专门进行环件轧制过程模拟的模块,可以独立运行.采用向导式的操作界面,集成前处理,求解器和后处理 于同一界面.采用二维截面形状建立模型,避免了三维CAD软件建模导入,提高了建模效率.与DEFORM-3D相比,灵 活性受到限制.■ 其它主要ADD-ON模块Microstructure,Cogging,Machining,Shaping Rolling,Inverse Property Extraction(HTC),Ring Rolling, Geometry Tool,Simulation Queue,Preform.DEFORM10DEFORM金属成形及热处理专业仿真环境典型应用 产品特色螺栓多工步成形过程模拟摆动碾压成形模拟旋压成形模拟油淬后残余应力分布淬火工艺优化曲轴锻造过程模拟万向节锻造过程模拟 成形过程中V型裂纹分析 成形过程折叠形成分析 电感应加热过程模拟自由锻过程分析开坯过程模拟模具应力分析模具磨损分析点焊过程温度场分布惯性焊过程温度场分布型材轧制成形模拟环件轧制过程模拟粉末冶金液相烧结过程粉末冶金压实成形过程机加工过程切屑 模拟机加工过程中刀 机加工过程中刀具 具磨损分析 温度分析析管材挤压成形 晶粒模拟 淬火温度场分布 渗碳过程模拟型材挤压过程分析丝材拉拔过程分析 圆锥形件拉深成形模拟S轨成形回弹模拟管材液压成形DEFORM11MCAE-DEFM-P09www.peraglobal.com 北京分公司 电话: 86-10- 传真: 86-10- 成都分公司 电话: 86-28- 传真: 86-28- 武汉分公司 电话: 86-27-/7 传真:86-27-/7-168上海分公司 电话: 86-21- 传真: 86-21- 广州分公司 电话: 86-20- 传真: 86-20- 西安分公司 电话: 86-29- 传真: 86-29-南京分公司 电话: 86-25- 传真: 86-25- 沈阳分公司 电话: 86-24- 传真: 86-24- 深圳分公司 电话: 86-755- 传真: 86-755-哈尔滨分公司 电话: 86-451- 传真: 86-451- 重庆分公司 电话:86-23- 传真:86-23-济南分公司 电话:86-31- 传真:86-31-香港分公司 电话:11 传真:10
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deform分析報告
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列车顶盖成型模拟分析报告
本次模拟成型分析零件图如下：
通过零件图，我们可以看出，该零件较为简单而且为中心对称体，所以初步决定采用一步锻压直接成型，经计算分别采用100x100x110的坯料与85x85x175的坯料进行模拟分析，变形速度分别采用5mm/s,10mm/s。四种方案进行求解，来优化设计。下面是对最优化方案85x85x175坯料变形速度为10mm/s进行分析求解的过程。
Deform模拟分析的基本思路为：1.导入模型2.模型前处理3.求解、后处理结果分析。
根据体积不变的原理，对锻件坯料体积进行计算，包含加工余量在内，最终求得坯料体积约为1280cm3，最终决定采用85x85x175的方形坯料。
然后由pro/e对坯料进行绘制，再绘制出上下模，转存为stl格式，导入deform中进行前处理：
2.模型前处理
设置运动步数，每步移动距离等相关参数。
对坯料进行网格划分，选择材料，由于要做热传导，所以对模具也要进行网格划分。
其中坯料初始温度为1080°C
上下模为300°C
设置上模运动
由于所做为四分之一断面，还要添加坯料以及模具的边界条件。
坯料边界条件
上模边界条件
下模边界条件
通过上下模与坯料的干涉，最后得到关系图如图:
设置模拟条件添加接触关系等如图：
检查生成数据，开始求解：
3.求解、后处理。
（1）成型后温度变化如图所示：
变形速度10mm/s
变形速度5mm/s
50步变形温度
变形速度10mm/s
变形速度5mm/s
100步变形温度
变形速度10mm/s
变形速度5mm/s
165步最终成型时变形温度
根据后处理结果，我们可以看到，坯料成型过程中，由于上下表面与模具接触，所以散热较快，而中心部分，由于变形产生能量，无法良好散热，所以温度变化较小，而由于变形速度的不同，温度下降速度在100步以后也出现了明显的差异，10mm/s的变形速度的边缘一点的温度只降到了952°，而5mm/s的变形速度的边缘一点的温度则降低到了830°。从材料的塑性来讲，温度越高金属材料的塑性也就越好，所以10mm/s的变形速度，最后在圆角边角的成形较5mm/s的变形速度的成形更为优异。而纵观整体来看，其变形过程中的温度变化也比较符合坯料敦粗的温度变化过程。
(2)两种不同坯料成型过程中金属流动的速度与方向
100x100x110
如图示其中85步时，85x85的坯料在成型过程中，其侧面金属流动方向和速度都较为一致，相反100x100的坯料在成型过程中其侧面的速度不相一致，有快有慢，造成了最终边缘出现了缺陷，影响了其成形性。而到达120步时，前者图示中右部分的速度明显要快于后者，也就是说在图示右部分中的边角最终成形前者要早于或者说好于后者。
由图我们可以看出，在85步时前者工件下部分圆角部分的金属流动已经开始充形，而后者金属还未完全落入下模型腔内部。而观其与下模圆角接触部分可以很明显的看出，前者由于坯料坐入下模型腔，金属沿着圆角的方向自然的向外扩展，而后者由于尺寸大于下模型腔，固坐在型腔之上，而成形过程中金属流动较为混乱，还沿着模具圆角形成了一个类似于折角的形状，对成型十分不利。当到达120步时，边角成型的效果更佳明显，后者金属还没有开始成形，这也是初始粗皮料方案最终边角成型不好的原因所在，综上所述选择85x85x175的坯料进行加工。
以上六幅图是85x85x175坯料在变形最后阶段（分别为155 157 159 161 163 165步）的金属流动反向与速度的展示，我们可以看出，最后成型阶段，金属优先充满下模型腔边角，而后充满上模型腔的边角部分。最后得到的工件边角成型与整体的成型都比较完整。再
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deform问题汇总
&&相邻的mesh window的网格密度差2,3倍可以接受,多了就不保险了。对于不是很复杂的情况,不需用手工划分,deform的缺省网格划分方式还是不错的,它已考虑了变形,温度分布及边界的影响。
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