Deform-3D-培訓(xùn)教材

1、DEFORM-3D V5.0 根本操作指南2007.8.1DEFORM 軟件簡(jiǎn)介DEFORM 系列軟件是由位于美國(guó) Ohio Clumbus 的科學(xué)成形技術(shù)公司( Science Forming Technology Corporation )開發(fā)的。該系列軟件主要應(yīng)用于金屬塑性加工、熱處理等工藝數(shù)值模擬。它的前身是美國(guó)空軍 Battelle 試驗(yàn)室開發(fā)的 ALPID 軟件。在 1991 年成立的 SFTC 公司將其商業(yè)化，目前， DEFORM軟件己經(jīng)成為國(guó)際上流行的金屬加工數(shù)值模擬的軟件之一。主要軟件產(chǎn)品有：DEFORM-2DDEFORM-3D DEFORM-PCDEFORM-HT Modu

2、le DEFORM-Tools2練習(xí) 01金屬塑性成形的前處理前處理是有限元分析的主要步驟，它所占用的操作時(shí)間占到用戶操作時(shí)間的80 % ，有很多定義都是在前處理階段進(jìn)行的。前處理主要包括： 1幾何模型建立或?qū)?網(wǎng)格劃分3材料定義4物體的接觸和摩擦定義5模擬參數(shù)的設(shè)定3幾何模型建立或?qū)朐?DEFORM -3D軟件中，不能直接建立三維的幾何模型，必須通過(guò)其他 CAD / CAE 軟件建模后導(dǎo)入到系統(tǒng)中。目前， DEFORM -3D的幾何模型接口格式有：1. STL:幾乎所有CAD軟件都有這個(gè)接口，它是通過(guò)一系列的三角形擬合曲面而成；2. UNV: SDRC公司(現(xiàn)合并到EDS公司)軟件IDE

3、AS的三維實(shí)體造型及有限元網(wǎng)格文件格式，DEFORM接受其劃分的網(wǎng)格。3. PDA : MSC公司的軟件patran的三維實(shí)體造型及有限元網(wǎng)格文件格式。4 . AMG：這種格式DEFORM存儲(chǔ)已經(jīng)導(dǎo)入的幾何實(shí)體。4網(wǎng)格劃分在DEFORM-3D中，如果用其自身帶的網(wǎng)格剖分程序，只能劃分四面體單元，這主要是為了考慮網(wǎng)格重劃分時(shí)的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面體（磚塊）網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分可以控制網(wǎng)格的密度，使網(wǎng)格的數(shù)量進(jìn)一步減少，有不至于在變形劇烈的部位產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變。5材料模型在DEFORM-3D軟件中，用戶可以根據(jù)分析的需要，輸入材料的彈性、塑性、熱物理性能數(shù)據(jù)，如果需要分析熱處理

4、工藝，還可以輸入材料的每一種相的相關(guān)數(shù)據(jù)以及硬化、擴(kuò)散等數(shù)據(jù)。為了更方便的使用戶模擬塑性成形工藝，該軟件提供了100余種材料（包括碳鋼、合金鋼、鋁合金、鈦合金、銅合金等）的塑性性能數(shù)據(jù)。以及多種材料模型。每一種材料的數(shù)據(jù)都可以與溫度等變量相關(guān)。6物體的空間位置調(diào)整這里有兩層含義，一是可以移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)物體，改變他們的最初位置，因?yàn)樵贒EFORM-3D的前處理中不能造型，所以這一項(xiàng)功能特別重要，可以將輸入到DEFORM中的毛坯、模具幾何模型進(jìn)行調(diào)整。二是為了更快地將模具和坯料接觸，將他們干預(yù)，有一個(gè)初步的接觸量，這樣計(jì)算上可以節(jié)省時(shí)間。另外，還可以定義摩擦接觸的關(guān)系、摩擦系數(shù)、摩擦方式等。7模擬參數(shù)

5、的定義這里定義的參數(shù)，主要是為了進(jìn)行有效的數(shù)值模擬。因?yàn)槌尚畏治鍪且粋€(gè)連續(xù)的過(guò)程，分許多時(shí)間步來(lái)計(jì)算，所以需要用戶定義一些根本的參數(shù)： 1總步數(shù)：決定了模擬的總時(shí)間和行程； 2步長(zhǎng)：有兩種選擇，可以用時(shí)間或每步的行程； 3主動(dòng)模具：選擇物體的編號(hào)； 4存儲(chǔ)步長(zhǎng)：決定每多少步存一次，不要太密，否則文件太大；81.1 創(chuàng)立一個(gè)新的題目1開始-程序- DEFORM3D 5 . 0 DEFORM-3D，進(jìn)入DEFORM-3D的主窗口。2 Problem 或在主窗口左上角點(diǎn)擊按鈕3在接著彈出的窗口中默認(rèn)進(jìn)入普通前處理(Deform 3D-preprocessor )4接下來(lái)在彈出的窗口中用第四個(gè)選項(xiàng)“O

6、ther Place，選擇工作目錄然后點(diǎn)擊“Next5在下一個(gè)窗口中輸入題目的名稱 ( Problem name ) BLOCK點(diǎn)擊Finish91.1 創(chuàng)立一個(gè)新的題目前處理操作窗口由圖形顯示窗口、物體參數(shù)輸入窗口、物體顯示及選擇窗口以及各種快捷按鈕組成。101.2 設(shè)置模擬控制參數(shù)1點(diǎn)擊 按鈕進(jìn)入模擬控制參數(shù)設(shè)置窗口。 2在Simulation Title一欄中把標(biāo)題改為BLOCK。 3設(shè)置Units 為English , Deformation 選項(xiàng)為Yes，其它模擬選項(xiàng)均為No。111.3 導(dǎo)入毛坯幾何文件1在前處理的物體操作窗口中點(diǎn)擊按鈕 (Geometry),然后再選擇(Imput

7、),選擇在CAD中或其他CAE軟件中的造型文件。本例中選擇安裝目錄下DEFORM3DV5.0 Labs的Block _Billet. STL2在DEFORM3D v5.0的版本中，默認(rèn)第一個(gè)物體是工件(毛坯)所以物體屬性默認(rèn)為Rigid- plastic121.4 劃分網(wǎng)格對(duì)于那些非剛性材料和考慮傳熱影響的剛體(Rigid)材料，需要?jiǎng)澐钟邢拊W(wǎng)格1點(diǎn)擊按鈕 進(jìn)入網(wǎng)格劃分窗口； 2可以在網(wǎng)格數(shù)量輸入框中輸入單元數(shù)或用滑動(dòng)條來(lái)設(shè)定。在本例中,默認(rèn)為8000(在DEFORM3D中只能劃分四面體網(wǎng)格，如果你想用六面體網(wǎng)格可以點(diǎn)擊按鈕Import,輸入ID EAS或PATRAN的網(wǎng)格；3點(diǎn)擊下面的按鈕

8、Preview可以預(yù)覽,如果滿意,可以點(diǎn)擊按鈕 Generate Mesh 生成網(wǎng)格131.5 視圖觀察操作利用工具欄窗口中的快捷按鈕可以方便地進(jìn)行各種視圖觀察操作，下面僅舉幾個(gè)例子，用戶可以將鼠標(biāo)放置在每個(gè)按鈕上，自動(dòng)會(huì)出現(xiàn)提示。1 動(dòng)態(tài)縮放 2 窗口縮放 3 移動(dòng)4 自由旋轉(zhuǎn) 沿X軸旋轉(zhuǎn) 沿Y軸旋轉(zhuǎn) 沿Z軸旋轉(zhuǎn)5 視角選擇 等軸視圖 XY 平面視圖 YZ 平面視圖 XZ 平面視圖141.5 點(diǎn)和面的選取1點(diǎn)或面的選取工具點(diǎn)擊工具欄上的 按鈕，在顯示窗口可以選擇物體的任意一節(jié)點(diǎn)或面 2標(biāo)尺工具點(diǎn)擊工具欄上的 按鈕，點(diǎn)擊物體上的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并按住鼠標(biāo)不放，再選擇另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后松開鼠標(biāo)。連接

9、這兩點(diǎn)的一條線段和該線段的長(zhǎng)度值就會(huì)顯示在在顯示窗口中，直到用戶點(diǎn)擊Refresh按鈕151.6 存盤退出1導(dǎo)入物體之后，用戶應(yīng)該選擇 as或點(diǎn)擊按鈕 ,保存已有數(shù)據(jù)到一個(gè)Keyword文件中。2如果用戶想直接進(jìn)入練習(xí)02，無(wú)需退出。否則，在控制窗口中選擇, 而后單擊 DEFORM-3D系統(tǒng)窗口中的 ，當(dāng)被問(wèn)及是否真的想退出時(shí)，請(qǐng)選擇Yes。16練習(xí) 02金屬塑性成形的模具定位及前處理注：若在完成練習(xí) 01 后沒(méi)有退出 DEFORM-3D，請(qǐng)直接跳至2.2節(jié)172.1 翻開一個(gè)原有問(wèn)題同練習(xí)01，啟動(dòng)DEFORM，進(jìn)入DEFORM-3D主窗口后，改變當(dāng)前工作路徑到上次所存放 BLOCK文件所在

10、的目錄，點(diǎn)擊右上角PreProcessor中的DEFORM-3D Pre，進(jìn)入前處理窗口182.2 導(dǎo)入模具文件1本練習(xí)中，我們將要導(dǎo)入上下模具的幾何文件。在前處理控制窗口中點(diǎn)擊增加物體按鈕 Insert objects 進(jìn)入物體窗口?？梢钥吹皆贠bjects列表中增加了一個(gè)名為 Top Die 的物體。2在當(dāng)前選擇默認(rèn)Top Die物體的情況下，直接選擇 后選擇3本例中選擇安裝目錄下DEFORM3D V5.0 Labs的 Block_Top Die.STL192.2 導(dǎo)入模具文件4重復(fù)1-3，導(dǎo)入下模的幾何文件，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)命名該物體為Bottom Die ，相應(yīng)的STL文件為deform /

11、3d/v50/LIBS/Block_BottomDie.STL。最后我們可以在顯示窗口中看到上下模以及練習(xí)01中導(dǎo)入的金屬體。202.3 設(shè)置上模的運(yùn)動(dòng)參數(shù)1首先在物體列表中選中Top Die。在預(yù)處理的控制窗口中點(diǎn)擊按鈕Movement，進(jìn)入物體運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置窗口。2在物體窗口的物體列表中，選中TOP_DIE，點(diǎn)擊Movement按鈕。3在運(yùn)動(dòng)控制窗口中，設(shè)置參數(shù)Direction為-Z , Speed為1.212.4 設(shè)置物體溫度由于某些材料屬性與溫度相關(guān)，所以即使在整個(gè)模擬過(guò)程中溫度并不變化，仍需要給物體設(shè)置一適當(dāng)?shù)臏囟戎?，否則可能得不到正確的模擬結(jié)果。在物體窗口中選中1號(hào)物體 Workp

12、iece，點(diǎn)擊General按鈕,在彈出的輸入物體溫度窗口中，輸入70（單位華氏攝氏度）。222. 5 設(shè)置材料屬性對(duì)于那些非剛性材料和考慮傳熱影響的剛體（ Rigid ）材料，必須按需要設(shè)置材料的屬性。1在物體列表窗口中選擇WorkPiece2在前處理控制窗口中，點(diǎn)擊Material Properties 按鈕3在材料屬性窗口中，點(diǎn)擊標(biāo)簽 Library，選擇System Library-Steel- AISI 1045 Cold4點(diǎn)擊按鈕Assign material232.6 改動(dòng)物體的空間位置在DEFORM中，雖然不可以直接進(jìn)行幾何造型，但是可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)(Rotation)平移(Tra

13、nslation)修改物體的空間位置。點(diǎn)擊按鈕 ，就可以進(jìn)入到Object Positioning窗口中，進(jìn)行操作，本例中不涉及改變物體的空間位置，在這里不贅述，用戶感興趣可以操作，與其他CAD軟件相似，比較容易操作。242.7 定義物間關(guān)系1在前處理控制窗口的右上角點(diǎn)擊 Inter object 按鈕會(huì)出現(xiàn)一個(gè)提示，選擇Yes 彈出Inter Object窗口。2定義物間附屬關(guān)系：在v5.0中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將物體1和后面的物體定義為附屬關(guān)系(Slave - Master)，即軟的物體為Slave，硬 的物體設(shè)為Master252.7 定義物間關(guān)系1點(diǎn)擊按鈕 ，進(jìn)入新的窗口2選擇剪切摩擦方式Sh

14、ear，輸入常摩擦系數(shù)constant，如果你對(duì)具體的摩擦系數(shù)沒(méi)有概念，可以選擇工藝種類，例如，本例中的冷鍛Cold Forming用的是Steel Die，摩擦系數(shù)系統(tǒng)會(huì)設(shè)為0.12，點(diǎn)擊Close按鈕，關(guān)閉窗口3回到Inter Object窗口后選擇第二組4重復(fù)1 - 2 的操作，將Bottom Die 和WorkPiece的摩擦系數(shù)也設(shè)為0.125也可以在第2步后，點(diǎn)擊按鈕262.7 定義物間關(guān)系切記在上述操作后，被定義的物體組之間并沒(méi)有接觸關(guān)系，只是定義了他們之間一旦接觸后的摩擦系數(shù)，真正定義接觸必須點(diǎn)擊按鈕 在這個(gè)操作后，互相接觸的物體，Mater會(huì)自動(dòng)與Slave發(fā)生干預(yù)，互相嵌入

15、這是為了更快地進(jìn)入接觸狀態(tài)，節(jié)省計(jì)算時(shí)間，互相嵌入的深度，是由窗口中的Tolerace來(lái)定義的在本例中，不必改動(dòng)公差值，直接點(diǎn)擊按鈕 Generate All生成接觸關(guān)系。272.8 設(shè)置模擬參數(shù)1在前處理控制窗口的右上角選擇按鈕 進(jìn)入Simulation Control窗口2選擇左側(cè)第二個(gè)選項(xiàng)Step進(jìn)行模擬步數(shù)和步長(zhǎng)的設(shè)定。3設(shè)置Number of Simulation Steps:20；除非模擬意外終止，否則程序?qū)⑦\(yùn)行至20步。設(shè)置 Set the Step Increment to Save: 2這里的意思是每2步保存一次，這是防止每步都保存，造成數(shù)據(jù)文件過(guò)大4前面設(shè)置了20步，但每一

16、步的含義還沒(méi)有明確，在下面設(shè)置With Constant Die Displacement為0.13. 這個(gè)數(shù)值是根據(jù)變形體單元長(zhǎng)度的1/3來(lái)估算的。一般模擬都用這個(gè)比例，比較容易收斂而且又不會(huì)浪費(fèi)時(shí)間。這樣上模將向下(- Z)運(yùn)動(dòng)1.6in 5. OK關(guān)閉該窗口282.9 生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件說(shuō)明：有限元分析引擎把摸擬計(jì)算的結(jié)果寫在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中，該文件需在前處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生，此時(shí)一些摸擬信息(如材料屬性、運(yùn)動(dòng)控制參數(shù)等)會(huì)被寫入該文件。1在前處理控制窗口點(diǎn)擊 Database 按鈕2在彈出的Database Generation窗口中點(diǎn)擊Generate按鈕，如果其間沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)彈出Datab

17、ase Generated消息窗口，點(diǎn)擊OK按鈕關(guān)閉此窗口。在Database Generation窗口的Data Checking一欄中綠色表示正常，紅色表示嚴(yán)重錯(cuò)誤必須糾正，黃色代表可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的警告信息。3點(diǎn)擊Database Generation中的OK按鈕返回到前處理控制窗口。292.10 存盤退出1進(jìn)行完上述的前處理后，用戶應(yīng)該選擇File- Save as或點(diǎn)擊按鈕 ，保存已有數(shù)據(jù)到一個(gè) Keyword文件中。2如果用戶想直接進(jìn)入練習(xí)03，無(wú)需退出。否則，在控制窗口中選擇 , 而后單擊 DEFORM-3D系統(tǒng)窗口中的 ，當(dāng)被問(wèn)及是否真的想退出時(shí)，請(qǐng)選擇Yes。30練習(xí) 03金屬工

18、件的鍛壓模擬及后處理注：若在完成練習(xí)02后沒(méi)有退出DEFORM-3D，請(qǐng)直接跳至3.2節(jié)313.1 翻開一個(gè)原有問(wèn)題啟動(dòng)DEFORM-3D后，改變當(dāng)前工作路徑到BLOCK 目錄。如果在Database一欄中沒(méi)有顯示BLOCK . DB 這樣的字樣，請(qǐng)返回練習(xí)02重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)文件。323. 2 開始模擬在DEFORM 3D的主窗口中，選擇 Simulation中的Run開始模擬，在模擬過(guò)程中始終有一個(gè) Running 提示。如果你想知道模擬的進(jìn)程可以選擇Simulation中的Process Monitor按鈕查看模擬進(jìn)度，如果此時(shí)模擬已經(jīng)結(jié)束，會(huì)彈出“There are noDEFORM-3

19、D jobs which are running now這樣的消息框。點(diǎn)擊OK按鈕分別關(guān)閉上述窗口。333.3 后處理(如果不是在模擬完成后連續(xù)操作進(jìn)入后處理的話，需要選中 Promblem ID)在DEFORM-3D 系統(tǒng)窗口點(diǎn)擊Post Processor中的DEFORM-3D Post按鈕，進(jìn)入后處理窗口，可以看到后處理包括下面幾局部：1圖形顯示窗口2步數(shù)選擇和動(dòng)畫播放3圖形顯示選擇窗口4圖形顯示控制窗口5要顯示的變量選擇的等選擇動(dòng)畫播放按鈕，觀察模具運(yùn)動(dòng)和工件的成形過(guò)程343.4 變形過(guò)程顯示如果你覺得變形體不能清楚的顯示，可以點(diǎn)擊按鈕 變形體顯示得更加清晰；如果你覺得模具的線框也不想

20、要的話，可以在物體列表中，在模具名稱上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇Turn off。353.5 查看狀態(tài)變量在后處理控制窗口點(diǎn)擊Staie Variables的下拉菜單，可以選擇常用的變量進(jìn)行顯示。如果你選擇一些不常用的變量，可以選擇More或者直接點(diǎn)擊按鈕變量顯示時(shí)有時(shí)會(huì)需要在網(wǎng)格顯示、陰影顯示或兩者俱有的情況下進(jìn)行顯示，可以試著切換顯示模式363. 6 查看載荷一行程曲線塑性成形工藝的有限元模擬一個(gè)重要的作用就是可以計(jì)算載荷隨著行程的變化趨勢(shì)和數(shù)值， DEFORM在這方面也不例外，你可以在后處理中點(diǎn)擊按鈕在出現(xiàn)的Lode-stroke窗口中，只選擇Top Die和Z方向，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的窗口，顯示載

21、荷行程曲線。373.7 退出DEFORM-3D1在后處理控制窗口中選擇退出后處理窗口；2在DEFORM-3D 系統(tǒng)窗口選擇退出DEFORM-3D。38練習(xí) 041/4模型的建模幾何網(wǎng)格與傳熱計(jì)算394.1 簡(jiǎn)介在接下來(lái)的幾個(gè)練習(xí)中，我們將針對(duì)軸對(duì)稱體的塑性成形問(wèn)題進(jìn)行1/4建模。零件是軸對(duì)稱的，所以也可以進(jìn)行2-D模擬，這里我們主要是想通過(guò)這樣的練習(xí)來(lái)闡述3-D模擬中的一些主要概念。在軸對(duì)稱問(wèn)題中，是不會(huì)有物質(zhì)穿過(guò)軸對(duì)稱面流動(dòng)的。這樣在建模的時(shí)候就可以沿軸對(duì)稱面切開物體并規(guī)定在這些面上的節(jié)點(diǎn)只能沿面內(nèi)移動(dòng)。在本練習(xí)中，我們通過(guò)對(duì)稱面上節(jié)點(diǎn)沿垂直于該面的流動(dòng)速度置零來(lái)實(shí)現(xiàn)，下一個(gè)練習(xí)中，我們將學(xué)

22、習(xí)另外一種方法。40本練習(xí)的目的：導(dǎo)入模具和工件的STL格式的幾何圖形文件給工件劃分網(wǎng)格在相互正交的平面上施加對(duì)稱邊界條件觀察的要點(diǎn)： 模具與工件以及對(duì)稱面交疊幾何關(guān)系的正確定義 對(duì)稱邊界條件的正確定義414.2 創(chuàng)立一個(gè)新問(wèn)題1新建一個(gè)BLOCK的同級(jí)目錄：SPK_SIM，并啟動(dòng)DEFORM-3D; 2把問(wèn)題名稱改為SPK_SIM，在DEFORM-3D系統(tǒng)窗口中點(diǎn)擊Pre Processor進(jìn)入前處理。424.3 設(shè)置模擬控制參數(shù)1在前處理控制窗口中點(diǎn)擊Simulation Controls按鈕 ，彈出的Simulation Controls窗口中，把模擬標(biāo)題改為SPK-SIM ，把Simu

23、lation Parameters中的Heat Transfer選項(xiàng)設(shè)置為Yes;2點(diǎn)擊Step按鈕，設(shè)置如下參數(shù)：3點(diǎn)擊OK按鈕返回。434.4 創(chuàng)立新的物體1點(diǎn)擊按鈕Geometry，然后選擇Import按鈕，在彈出的讀取文件窗口中找到Spike_Billet.STL (./deform /3d/v40/LABS)并加載此文件。2在Objects窗口中點(diǎn)擊Insert Objects按鈕，在物體的列表中增加了一個(gè)名為Top Die的物體，并點(diǎn)擊按鈕Geometry-Import,導(dǎo)入Spike_TopDiel.STL。3同2，增加一個(gè)名為Bottom Die的剛性物體，導(dǎo)入Spike_Bo

24、ttomDie.STL444.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介在Objects窗口中，選中工件Workpiece，點(diǎn)擊Mesh按鈕；下面簡(jiǎn)單介紹一下網(wǎng)格劃分問(wèn)題(如果你比較著急，可以直接跳到4.6劃分網(wǎng)格): 在DEFORM 3D的前處理中，有三個(gè)標(biāo)簽：1Tool：最簡(jiǎn)單的默認(rèn)劃分方式，只需設(shè)置單元數(shù)； 2. Detailed Settings：詳細(xì)的網(wǎng)格參數(shù)及劃分方式定義；3. Remesh Criteria：網(wǎng)格劃分設(shè)置，一般都取默認(rèn)值。其中的Detailed Settings比較常用，它包括兩個(gè)大的選項(xiàng)即系統(tǒng)網(wǎng)格(System Setup)和用戶設(shè)置(User Setup)。System Setup

25、設(shè)置有四個(gè)標(biāo)簽，即General：設(shè)置絕對(duì)尺寸(Absolute)或相對(duì)尺寸(Relative) ，前者設(shè)置網(wǎng)格的絕對(duì)大小(Max / Min Element Size)，而后者設(shè)置的是單元的數(shù)量(Number of Elements)。此外，還可以設(shè)置最大和最小單元的尺寸比值限制(Size Ratio)454.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介2 ) Weight Factors(權(quán)重因子)：在一些高梯度地區(qū)，即應(yīng)變、應(yīng)變速率、溫度、幾何尺寸等變化比較劇烈的地區(qū)，網(wǎng)格需要細(xì)化，這里可以設(shè)置細(xì)化的比例因子。還有一個(gè)重要的設(shè)置就是網(wǎng)格密度窗口(Mesh Density Windows)因子，這個(gè)選項(xiàng)與后面介紹

26、的網(wǎng)格密度設(shè)置有關(guān)，為了在一些地方設(shè)置更為細(xì)密的網(wǎng)格，光靠上面滑桿設(shè)置的幾個(gè)因子還不行，如果幾何體比較復(fù)雜，就需要用戶設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)網(wǎng)格密度的分配。將Mesh Density Windows后的滑桿設(shè)為非0數(shù)字(一般最好設(shè)為1)，就可以啟動(dòng)下面的標(biāo)簽Mesh Window了，在下面的標(biāo)簽所控制的窗口中，數(shù)字都是要乘以這個(gè)非0因子的。464.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介3) Mesh Windows：可以用矩形框和圓柱體框設(shè)置一些局部區(qū)域，這些區(qū)域的網(wǎng)格大小可以與前面整體設(shè)置的不一樣(一般情況下要細(xì)化)。如果前面選擇了Ralative，這里設(shè)置的系數(shù)就是指該處網(wǎng)格與整體網(wǎng)格尺寸的比值。如果前面選擇網(wǎng)格大小是

27、Abeolute，這里可以設(shè)置局部網(wǎng)格的絕對(duì)大小。為了更好的適應(yīng)變形的需要，這個(gè)密度窗口還可以隨著變形體運(yùn)動(dòng)或獨(dú)立于變形體單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。474.6 劃分網(wǎng)格首先選擇Workpiece，然后點(diǎn)擊按鈕Mesh，進(jìn)入Detailed Settings，在System Setup下選擇 Relative，并設(shè)單元的數(shù)量為10000 .484.6 劃分網(wǎng)格接著點(diǎn)擊標(biāo)簽 Weight Factors，將Mesh Density Windows后的滑桿設(shè)為1,其他權(quán)重因子不變。494.6 劃分網(wǎng)格接著點(diǎn)擊標(biāo)簽Mesh Window，在Windows區(qū)域內(nèi)，點(diǎn)擊按鈕Add，在屏幕的圖形顯示窗口左下方彈出一個(gè)小窗口

28、，可以定義局部區(qū)域。在定義、調(diào)整Mesh Window時(shí)，必須注意是獲取點(diǎn)的狀態(tài)，不能是縮放觀察等狀態(tài)，可以先點(diǎn)擊按鈕504.6 劃分網(wǎng)格定義一個(gè)Mesh Window如下圖：(對(duì)于本例來(lái)說(shuō)，這樣的網(wǎng)格細(xì)劃可能意義不大，這里只是為了說(shuō)明這個(gè)功能，用戶在分析具體的例子時(shí)，可以根據(jù)自己的需要調(diào)整。)514.6 劃分網(wǎng)格設(shè)置Size Ratio of Elem Outside Window: 0.1 Mesh Window的移動(dòng)速度設(shè)為跟隨workpiece點(diǎn)擊按鈕Surface Mesh然后選擇Solid Mesh完成網(wǎng)格劃分有時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格窗口沒(méi)有發(fā)揮作用，這有幾個(gè)原因，一個(gè)是Weight Fa

29、ctor中的因子設(shè)置為0；另一個(gè)是總體網(wǎng)格的數(shù)量太少；第三還可能是Mesh Win中定義的網(wǎng)格密度比例太大。524.7 定義熱邊界條件這是一個(gè)1/4對(duì)稱體的一局部，所以在分析中，要通過(guò)邊界條件的定義表達(dá)出來(lái)，因?yàn)槲覀円治鰺釂?wèn)題，所以制定一熱邊界條件即可。這一步操作不許是對(duì)已經(jīng)劃分網(wǎng)格的物體才能操作。選擇Workpiece，點(diǎn)擊按鈕BCC，彈出對(duì)話框，在BCC Type下選擇Thermal類中的 Heat Exchange with Environment 在選擇右面的按鈕Define，在彈出的窗口中，設(shè)置環(huán)境溫度為70534. 7 定義熱邊界條件關(guān)閉 Simulation Control窗口

30、，在屏幕的左下角中出現(xiàn)的小窗口是為了選擇邊界面，在默認(rèn)的情況，點(diǎn)擊毛坯的上下和圓柱外面，然后點(diǎn)擊邊界參數(shù)定義窗口下面的按鈕在選擇上述三個(gè)面的過(guò)程中，你可能不能在一個(gè)視角內(nèi)將三個(gè)面都能找到，必須要在 和 之間切換，前者通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度，尋找邊界面，后者保證能夠用鼠稱選擇。在選中Workpiece的前提下，點(diǎn)擊按鈕 設(shè)定毛坯的初始溫度為2000544. 8 定義毛坯的材料1. 在物體列表窗口中選擇Workpiece 2在前處理控制窗口中，點(diǎn)擊Material Properties按鈕 3在材料屬性窗口中，點(diǎn)擊標(biāo)簽Library，選擇System Library-Steel-AISI 1025(1800

31、-2200F)(1000-1200C)4點(diǎn)擊按鈕554.9 劃分模具的網(wǎng)格1選中上模Top Die，然后再選擇按鈕2在默認(rèn)的情況下，點(diǎn)擊按鈕3選中上模Top Die ，然后再選擇按鈕4. 在默認(rèn)的情況下，點(diǎn)擊按鈕564.10 定義模具的材料1在物體列表窗口中選擇Top Die 2在前處理控制窗口中，點(diǎn)擊Material Properties 按鈕 3在材料屬性窗口中，點(diǎn)擊標(biāo)簽Library，選擇System Library Die Material-Carbide(24% Cabalt )4點(diǎn)擊按鈕 選擇Bottom Die, 重復(fù)1-4操作574.11 定義模具的熱邊界條件選擇Top Die

32、，點(diǎn)擊按鈕BCC，然后選擇Thermal-Exchange with在屏幕的左下角中出現(xiàn)的小窗口是為了選擇邊界面，在默認(rèn)的情況，點(diǎn)擊Top Die的上下和圓柱外面，然后點(diǎn)擊邊一數(shù)定義窗口下面的按鈕。選擇Bottom Die，作如上所述的相同操作，選擇Bottom Die的上下和圓柱面。在選擇上述三個(gè)面的過(guò)程中，你可能不能在一個(gè)視角內(nèi)將三個(gè)面都能找到，必須要在 和 之間切換，前者通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度，尋找邊界面，后者保證能夠用鼠標(biāo)選擇。584.12 定義毛坯和模具接觸關(guān)系1在前處理控制窗口的右上角點(diǎn)擊Inter object 按鈕，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)提示，選擇Yes 彈出Inter Object窗口。2定義物間

33、附屬關(guān)系，點(diǎn)擊按鈕Edit 在Constant后選擇 Free resting ，模具和毛坯之間的熱傳遞系數(shù)自動(dòng)設(shè)為0.00033. Close返回上一級(jí)窗口，點(diǎn)擊按鈕這個(gè)操作的意義是將Top Die-WorkPiece的接觸關(guān)系直接等效到Bottom Die -Workpice的關(guān)系上。4最后不要忘記在Inter-Object窗口中點(diǎn)擊按鈕594.13 調(diào)整毛坯和模具位置前面定義了毛坯和模具的接觸關(guān)系，但在幾何上還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，所以必須通過(guò)Object Positioning功能將它們接觸上。這主要是為了節(jié)省時(shí)間，將模具與毛坯接觸的過(guò)程省略。在前處理控制窗口的右上角點(diǎn)擊Object Positi

34、oning按鈕 的窗口。會(huì)彈出新的窗口1)首先選擇Interface，這個(gè)功能能夠?qū)蓚€(gè)物體自動(dòng)接觸上；2)選擇Position object(要移動(dòng)的物體) : Top Die3)選擇 Reference(參照物) : Workpiece4)選擇 Approach Direction 為“-Z5)選擇“Apply 6)選擇 Position object(要移動(dòng)的物體) : Bottom Die 7)選擇 Approach Direction 為“Z8)選擇“Apply參見下頁(yè)示意圖604.13 調(diào)整毛坯和模具位置614.14 保存KEY文件，生成數(shù)據(jù)DB文件選擇存盤，保存KEY文件，這是為

35、了保存前面所作的操作，這是一個(gè)文本文件，相當(dāng)于數(shù)據(jù)卡。為了讓后面的程序能夠調(diào)用前處理的設(shè)置，需要生成數(shù)據(jù)文件。624. 15 退出前處理，進(jìn)行計(jì)算選擇退出前處理程序。在DEFORM 3D的主窗口中，選擇Run，進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算過(guò)程中，可以查看計(jì)算的進(jìn)程信息，如果在一個(gè)運(yùn)算時(shí)間較長(zhǎng)的算例中，你想通過(guò)后處理觀察結(jié)果?？梢酝ㄟ^(guò)以下方式進(jìn)行。將工作目錄下的文件FOR003給一個(gè)擴(kuò)展名為DB的名字，在后處理就可以觀察局部接過(guò)了。規(guī)模較小的計(jì)算就不必這樣了。634.16 后處理在DEFORM3D的主窗口選擇Post process Deform3d Post進(jìn)入后處理。選擇Variable為 Temper

36、ature，為了清晰起見，選擇單獨(dú)顯示一個(gè)物體的方式， 分別選中Wockpiece, Bottom Die，觀察在不同時(shí)間步的溫度分布。由于Top Die與工件接觸面積很小，所以溫度幾乎沒(méi)變。644.17 后處理 溫度場(chǎng)65練習(xí) 051/4模型的建模熱鍛成形模擬665.1翻開原來(lái)的數(shù)據(jù)文件找到練習(xí)04中的數(shù)據(jù)文件SPK_SIM.DB，選中翻開 Preprocess，進(jìn)入前處理，對(duì)于一個(gè)已經(jīng)進(jìn)行計(jì)算過(guò)的數(shù)據(jù)文件，在前處理翻開時(shí)，會(huì)提示輸入那個(gè)時(shí)間步，如果是在原來(lái)的基礎(chǔ)上接著計(jì)算，可以選擇最后一步，如果想重新進(jìn)行前處理，選擇第一步。如有其他用途，選擇其中的任何一個(gè)時(shí)間步。675.2 改變模擬控制參

37、數(shù)點(diǎn)擊按鈕 進(jìn)入前處理的模擬控制參數(shù)設(shè)置窗口。將Simulation Title改為SPIKE_ forming，將Deformation選項(xiàng)翻開。685.2 改變模擬控制參數(shù)選擇Step，進(jìn)行如下的設(shè)置。然后關(guān)閉模擬參數(shù)設(shè)置窗口695.3 定義毛坯速度邊界條件選中Workpiece，然后選擇BCC按鈕，進(jìn)行速度邊界條件的設(shè)置。 因?yàn)檫@是一個(gè)關(guān)于Y-Z和X-Z平面對(duì)稱的物體。所以分別選擇兩個(gè)對(duì)稱面，然后點(diǎn)擊按鈕705.4設(shè)置毛坯和模具的摩擦系數(shù)選擇按鈕Inter Object，然后將模具和毛坯的摩擦系數(shù)設(shè)為Hot Forming (Lubrication )，即摩擦系數(shù)為0.3。同時(shí)需要將原來(lái)

38、模具與毛坯的熱傳遞系數(shù)的Free Resting改為Forming方式(Edit_Thermal_constant),即熱傳遞系數(shù)由0.003改為0.004.最后不要忘記點(diǎn)擊按鈕 General All715.5 改變上模的速度在成形階段，模具需要運(yùn)動(dòng)，所以要改變Top Die的速度。選中Top Die，點(diǎn)擊Movement按鈕，speed大小設(shè)為2 in/sec，方向?yàn)?Z725.6 生成數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行模擬1保存KEY文件 2生成DB數(shù)據(jù)文件 3退出前處理4進(jìn)行模擬Run735.7 后處理在后處理中你會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)模擬一共有80 步，每隔5步保存了一次。其中51-80是成形過(guò)程， 1-50是散

39、熱過(guò)程。如果你想分析成形變量，需要在50之后。以下是第80步的溫度場(chǎng)和等效應(yīng)變場(chǎng)。74練習(xí) 06正方環(huán)的鍛壓模擬(斜約束處理)755.1 簡(jiǎn)介在本例中，我們將進(jìn)行正方環(huán)的鍛壓模擬。對(duì)于對(duì)稱問(wèn)題，在建模的時(shí)候應(yīng)該充分利用對(duì)稱性的特點(diǎn)，截取能充分表達(dá)模型特點(diǎn)的最小局部，例如在練習(xí)04中，我們截取的是1 / 4模型，而在本例中，只需要截取1 /16模型即可。在上個(gè)練習(xí)中，施加對(duì)稱邊界條件的對(duì)稱面均落在坐標(biāo)面上(即XY面、YZ面及XZ面)，但在很多場(chǎng)合(如本例中的正方環(huán))對(duì)稱面并不落在坐標(biāo)面上，而僅僅是任意平面，對(duì)于這類問(wèn)題就不能用練習(xí)04中的方法，本例中將通過(guò)引入一個(gè)剛體平面作為輔助面來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)稱邊界條件的施加。另外將在練習(xí)中繼續(xù)強(qiáng)化物體間正確層疊關(guān)系設(shè)置的概念。765.2 引入毛坯和模具幾何模型并劃分網(wǎng)格在BLOCK、SPK_SIM的同級(jí)目錄下新建一個(gè)問(wèn)題名稱，改為SQRING，進(jìn)入前處理 PreProcessor。1通過(guò)Geometry ImPort引入Workpiece(該文件所在位置為deform/3d/v50/labs/SquareRing_Billet.STL); 2通過(guò)Mesh，將單元數(shù)改為5000，為Workpiece劃分網(wǎng)格；3增加一個(gè)物體，并通過(guò)