《De模擬軟件功能介紹課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《De模擬軟件功能介紹課件.ppt（137頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié)第一節(jié) Deform模擬軟件功能介紹模擬軟件功能介紹1、Deform3D有限元分析軟件介紹有限元分析軟件介紹 Deform（Design Enviroment for Forming）有限元分析系統(tǒng)是美國SFTC公司開發(fā)的一套專門用于金屬塑性成形的軟件。通過在計算機上模擬整個加工過程，可減少昂貴的現(xiàn)場試驗成本，提高工模具設(shè)計效率，降低生產(chǎn)和材料成本，縮短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期。2、Deform有限元分析軟件的功能有限元分析軟件的功能分析冷、溫、熱鍛的成形和熱傳導(dǎo)耦合液壓成形、錘上成形、螺旋壓力成形和機械壓力成形 溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等值線的繪制。模擬正火、退火、淬火、回火、滲碳等工藝過程 預(yù)測

2、硬度、晶粒組織成分、含碳量 3.Deform系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Deform軟件是一個高度模塊化、集成化的有限元模擬系統(tǒng)，它主要包括前處理器、模擬器、后處理器三大模塊。前處理器：前處理器：主要包括三個子模塊（1）數(shù)據(jù)輸入模塊，便于數(shù)據(jù)的交互式輸入。如：初始速度場、溫度場、邊界條件、沖頭行程及摩擦系數(shù)等初始條件；（2）網(wǎng)格的自動劃分與自動再劃分模塊；（3）數(shù)據(jù)傳遞模塊，當網(wǎng)格重劃分后，能夠在新舊網(wǎng)格之間實現(xiàn)應(yīng)力、應(yīng)變、速度場、邊界條件等數(shù)據(jù)的傳遞，從而保證計算的連續(xù)性。模擬器模擬器：真正的有限元分析過程是在模擬處理器中完成的，Deform運行時，首先通過有限元離散化將平衡方程、本構(gòu)關(guān)系和邊界條件轉(zhuǎn)

3、化為非線性方程組，然后通過直接迭代法和NewtonRaphson法進行求解，求解的結(jié)果以二進制的形式進行保存，用戶可在后處理器中獲取所需要的結(jié)果。后處理器：后處理器：后處理器用于顯示計算結(jié)果，結(jié)果可以是圖形形式，也可以是數(shù)字、文字混編形式，獲取的結(jié)果可為每一步的有限元網(wǎng)格；等效應(yīng)力、等效應(yīng)變；速度場、溫度場及壓力行程曲線等。4、前處理功能操作、前處理功能操作5、后處理功能操作、后處理功能操作第二節(jié)第二節(jié) 鍛壓模擬鍛壓模擬一、實驗?zāi)康氖煜つM軟件Deform的基本操作。認識鍛壓過程中材料各部位的變形情況。二、實驗內(nèi)容與步驟實驗內(nèi)容主要探討不同鍛壓速度和摩擦條件對合金鍛壓結(jié)果的影響。STL格式三維

4、CAD文件的準備（如圖 所示），包括鍛壓工件、上模、下模三部分。三維CAD文件的系統(tǒng)導(dǎo)入和網(wǎng)格劃分 設(shè)置模具的運動 模擬控制設(shè)定 對象間關(guān)系設(shè)定 生成數(shù)據(jù)庫文件鍛壓模擬運算 后處理與結(jié)果分析 第三節(jié) 旋轉(zhuǎn)對稱形狀零件鐓粗模擬一、實驗?zāi)康氖煜ばD(zhuǎn)對稱零件鍛粗模擬過程認識鍛壓過程中材料各部位的變形情況。實驗內(nèi)容主要介紹如何利用問題的對稱性簡化模擬過程。對于對稱體來說，模擬其成形過程，可以取整體的1/2、1/4、1/8或者更小的體積來進行模擬，從而節(jié)省模擬的時間，提高解題精度。STL格式三維CAD文件的準備 設(shè)定對稱邊界條件 對象間關(guān)系的設(shè)定 設(shè)定模擬控制參數(shù) 旋轉(zhuǎn)對稱零件鐓粗后處理第四節(jié) 工件與外

5、界熱傳導(dǎo)模擬 一、實驗?zāi)康氖煜と绾文M熱傳導(dǎo)過程認識模擬過程中材料各部位的溫度變化情況。實驗內(nèi)容主要介紹如何進行工件的熱傳導(dǎo)模擬，對工件中各部分溫度隨時間的變化情況有所認識。設(shè)定模擬控制類型 設(shè)定模擬控制參數(shù) 三維CAD文件的系統(tǒng)導(dǎo)入和網(wǎng)格劃分由于是對稱零件，因此只需導(dǎo)入上模和方環(huán)的1/4模型。在Deform軟件中，網(wǎng)格劃分方式有兩種，一種是相對網(wǎng)格劃分，即用戶指定固體單元數(shù)量，無論物體的形狀多么復(fù)雜，單元的數(shù)量必須恒定。一種是絕對網(wǎng)格劃分，由系統(tǒng)決定網(wǎng)格劃分的總數(shù)，隨著物體形狀的復(fù)雜，單元的數(shù)量會隨之增加。本例采用絕對網(wǎng)格劃分方式。定義工件的對稱和傳熱邊界條件 定義傳熱邊界條件 工件與外界熱

6、傳導(dǎo)后處理結(jié)果第五節(jié) 熱模鍛成形模擬一、實驗?zāi)康氖煜と绾文M變形過程中存在熱傳導(dǎo)的過程。認識模擬過程中材料各部位的變形和溫度變化情況。實驗內(nèi)容道釘成形過程屬于熱模鍛成形，在變形過程中存在熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，本例中為了準確的模擬其成形過程不僅要模擬其鍛造過程，還要模擬其熱傳導(dǎo)過程。模擬控制設(shè)定打開變形分析開關(guān)（Deformation）和熱傳導(dǎo)開關(guān)（Heat Transfer），此時兩種分析均被激活，熱力耦合分析被建立。模擬總步數(shù)的確定與工件的最小網(wǎng)格和上模壓下量有關(guān)。在本例中模擬過程上模壓下量是0.75in，工件的最小網(wǎng)格平均尺寸為0.06in，所以取0.25（最小網(wǎng)格尺寸的1/3到1/2）作為計算步長

7、，通過計算步長，用上?？倝合铝砍杂嬎悴介L得到總模擬步數(shù)為30步。三維CAD文件的系統(tǒng)導(dǎo)入和網(wǎng)格劃分 對上模具和下模具進行溫度設(shè)定和網(wǎng)格劃分及邊界條件設(shè)定 對象間關(guān)系設(shè)定 定義工件和模具的變形及熱傳導(dǎo)邊界條件 下模的對稱面及熱傳導(dǎo)邊界條件設(shè)置如圖所示，上模的設(shè)置方式與下模相同 定義上模運動并生成數(shù)據(jù)庫文件模具運動方向為Z軸，運動速度為2in/s。后處理結(jié)果 通過模擬可以分析模具所受載荷信息，下圖為上模Z向載荷預(yù)測圖。豎直線代表序列步，交點就是此序列步時上模具所受的載荷。第六節(jié) 大型鍛件連續(xù)加熱模擬實驗內(nèi)容金屬在鍛前加熱時，應(yīng)盡快達到所規(guī)定的始鍛溫度，但如果溫度升得太快，由于溫度應(yīng)力過大，可能造

8、成坯料開裂，相反，升溫速度過于緩慢，會降低生產(chǎn)率，增加燃料消耗等。加熱規(guī)范是指金屬坯料從裝爐開始加熱完了整個過程，對爐子溫度和坯料溫度隨時間變化的規(guī)定。在實際生產(chǎn)的加熱過程中，不能對大型鍛件的各個部位進行跟蹤測溫，因此應(yīng)用Deform模擬軟件對大型鋼錠的加熱曲線進行模擬，根據(jù)模擬的結(jié)果就可以了解加熱過程中大型鋼錠各個部位溫度的變化情況。設(shè)定模擬控制類型，如圖所示。由于本例沒有涉及到工件的變形，因此模擬類型只選擇熱傳導(dǎo)，操作序號選擇1 參數(shù)設(shè)定工件溫度設(shè)定為30，對稱面及與環(huán)境進行熱傳導(dǎo)面的選擇如圖所示。在參數(shù)設(shè)定中，工件與環(huán)境的換熱系數(shù)的設(shè)定是非常關(guān)鍵的，這關(guān)系到模擬結(jié)果的準確性。模擬步數(shù)的確

9、定 第一階段模擬結(jié)果 第二階段用3h升溫到875模擬 模擬步數(shù)的確定 第二階段模擬結(jié)果 第三階段工件在875保溫3h模擬 第四階段模擬結(jié)果 第五階段模擬結(jié)果 第七節(jié) 切削加工的模擬分析一、實驗?zāi)康慕榻B利用Deform軟件對切削加工過程進行模擬學會如何利用Deform建立切削加工模型實驗內(nèi)容模型如圖所示。工件旋轉(zhuǎn)，刀具徑向和軸向給進，達到層層切削工件表面的目的。Deform3D軟件專門提供了一個模擬切削、鉆削的平臺。下圖為該軟件模擬中的切削模型，該模型分別用進給量（Feed）、表面加工速度（Surface speed）、背吃刀量（Depth of Cut）三個主要參數(shù)來描述切削加工過程。進入切削

10、前處理界面，如圖所示 設(shè)定工作條件選擇加工方式為旋轉(zhuǎn)加工（Turning），選擇國際單位制（System International），選擇整體使用國際單位制。給出加工參數(shù)：表面加工速度400mm/min，背吃刀量0.5mm，進給率0.3mm/r。刀具設(shè)定并進行網(wǎng)格劃分 選定工件材料和網(wǎng)格 模擬條件設(shè)定 刀具特性分析設(shè)置 點擊Die stress Analysis進入刀具特征分析界面。刀具網(wǎng)格和約束設(shè)置 后處理分析刀具應(yīng)力、變形量選擇Machining1.DB文件進入后處理界面（如圖）。從刀具的等效應(yīng)力分布圖可以看出，只有刀尖處切削金屬，所以應(yīng)力集中在切削刀尖處。選擇Displacement下

11、Total Disp，通過刀具刀尖棱線位移變化大小，來反映出刀具的塑性變化情況。從模擬結(jié)果可以看出最大變化量為0.00299m。查看刀具磨損情況 工件的應(yīng)力情況選擇Machining.DB文件進入后處理界面?？梢圆榭床煌綌?shù)工件的等效應(yīng)力圖，可以看出距離刀尖最近的金屬應(yīng)力值最大，最大值為1300Mpa。第八節(jié) 鋼管熱擴實例 實驗?zāi)康膶︿摴芨邷叵聰U大口徑過程進行模擬。正確認識制定大尺寸鍛件鍛前加熱規(guī)范的重要性。實驗內(nèi)容無縫鋼管在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛，運輸管道、礦井等大口徑無縫鋼管的需求量很大，所以用Deform軟件模擬鋼管的成形過程和狀態(tài)參數(shù)，對分析鋼管成形性能及指導(dǎo)實際生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。模

12、型工作原理：工件加熱到高溫，模具在驅(qū)動力的作用下沿著一定的方向進給，擋圈擋住工件的另一端，工件在錐形模具的作用下把工件的直徑擴大 三維CAD文件的系統(tǒng)導(dǎo)入 工件劃分單元網(wǎng)格 設(shè)定模擬控制參數(shù)，如圖所示。模擬步長數(shù)默認為100步，本例中模具前進500mm，模具速度為30mm/s，每一步增量為0.167。設(shè)定驅(qū)動條件該模型需要錐模沿軸向運動，由于斜面越來越大從而把鋼管口徑擴大，所以要給出錐模運動速度和運動方向。設(shè)定接觸條件 設(shè)定計算過程補償量 后處理分析查看等效應(yīng)力查看破壞和變形速度 第九節(jié) 大鍛件初軋過程模擬實驗?zāi)康氖煜と绾文M大鍛件拔長過程掌握初軋過程中工件、模具的工藝參數(shù)設(shè)定步驟。實驗內(nèi)容大

13、型鍛件鍛造，不僅能夠得到一定形狀和尺寸，更重要的是通過鍛造可以改善鋼錠的鑄態(tài)組織，提高鍛件的力學性能。鑄造出來的鋼坯內(nèi)部存在許多縮孔和疏松，需要通過鍛造來提高材料內(nèi)部的致密性，本例利用Deform軟件的初軋向?qū)Ы榻B方形坯料初軋的模擬過程，從而對初軋再次加熱和變形過程參數(shù)的設(shè)置有更深刻的理解。創(chuàng)建新項目，如圖所示 設(shè)定公差選擇英制單位，彈出如圖所示對話框，胎具是初軋時，支撐工件的零件，如果用戶不使用此零件，可以加入自己的支撐件。其余四項是模擬時的公差值。設(shè)置材料及關(guān)鍵文件模擬需要一個用戶關(guān)鍵文件（USERHT.KEY），需要這個文件的目的在于方便用戶在文件中添加操作關(guān)鍵字，如果用戶沒有特殊的操作

14、關(guān)鍵字，可以提供一個命名為USERHT.KEY的空文檔。設(shè)置軋件幾何形狀、定義尺寸 軋件網(wǎng)格劃分 設(shè)置模具幾何形狀、定義尺寸 模具網(wǎng)格劃分 模具參數(shù)設(shè)定 設(shè)置胎具幾何形狀、定義尺寸 模具網(wǎng)格劃分 胎具參數(shù)設(shè)定 初軋工藝操作流程設(shè)定進入工藝操作流程設(shè)定后，用戶可以根據(jù)提示添加再次加熱的操作。這是因為坯料經(jīng)過1道次軋制后，軋件溫度降低很快，需要再次加熱。設(shè)置1道次參數(shù)進刀過程熱交換參數(shù)設(shè)定 進刀過程變形參數(shù)設(shè)定 設(shè)置2道次參數(shù)設(shè)置2道次進刀過程熱交換及變形參數(shù)設(shè)定方法和1道次類似 模擬預(yù)覽及創(chuàng)建主文件可以觀測每一模擬步中模具的位置、胎具的位置 初軋模擬后處理 第十節(jié) 高溫壓縮過程的再結(jié)晶模擬 實驗

15、目的熟悉如何模擬高溫壓縮中再結(jié)晶過程掌握再結(jié)晶過程中實驗參數(shù)的設(shè)定步驟 實驗內(nèi)容再結(jié)晶過程是材料成型過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，它對組織控制起著至關(guān)重要的影響。又因為一般再結(jié)晶過程發(fā)生時溫度比較高，又影響再結(jié)晶過程的實驗參數(shù)比較多，它們之間的相互關(guān)系比較復(fù)雜，所以實驗時難以準確的得知再結(jié)晶過程是如何產(chǎn)生及進行的。本例利用Deform軟件對高溫硬質(zhì)合金在高溫壓縮過程中的再結(jié)晶現(xiàn)象進行模擬，從而對再結(jié)晶過程有著更加深刻的理解。本實驗過程分為兩個部分，第一部分為高溫壓縮過程，第二部分為等溫過程。模型的建立以及網(wǎng)格的劃分 模塊的選擇因為要模擬高溫壓縮的再結(jié)晶過程，所以在Mode設(shè)置中要勾選Heat Tr

16、ansfer，Deformation，Grain三個選項，缺一不可。模擬參數(shù)的設(shè)定 設(shè)定實驗材料的原始狀態(tài)，例如原始晶粒尺寸，平均晶粒尺寸，原始的再結(jié)晶率是多少等。壓頭參數(shù)的設(shè)置壓頭的溫度設(shè)置與實驗材料一致。然后選中Movement選項卡，設(shè)定壓頭的運動方向，運動速度等 接觸條件的設(shè)置 等溫過程的參數(shù)設(shè)定 按照原先做等溫模擬的步驟，繼續(xù)進行設(shè)定即行，但是下面幾點請注意：在simulation Control的Mode中還是要選擇Heat Transfer,Deform,Grain三個選項。在simulation Control的Operation Number設(shè)定為2以示與變形過程的1進行區(qū)分。實驗材料對外的傳熱系數(shù)要求設(shè)定。壓頭的運動不要忘了取消。高溫壓縮再結(jié)晶模擬結(jié)果 第十一節(jié)第十一節(jié) 鋼板熱軋過程中軋制鋼板熱軋過程中軋制力的有限元模擬力的有限元模擬 實驗?zāi)康?、熟悉鋼廠熱軋生產(chǎn)的過程2、熟悉如何模擬鋼板的熱軋過程3、掌握熱軋模擬過程中工件、模具的工藝參數(shù)設(shè)定實驗內(nèi)容軋制生產(chǎn)是鋼廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)一個十分重要的環(huán)節(jié)，軋制工藝不僅關(guān)系到鋼板尺寸的控制，而且還與鋼板性能有著緊密的關(guān)系。在軋制工