基于DEFORM的金属压力加工数值模拟_薛永栋

《基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟》篇一一、引言铝合金因其良好的塑性、可加工性及抗腐蚀性等优点，被广泛应用于航空、汽车、机械等众多领域。

而管材作为一种重要的工业产品，其生产过程中的挤压成形技术显得尤为重要。

随着计算机技术的发展，有限元法在铝合金管材挤压成形数值模拟中得到了广泛应用。

本文旨在研究基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟，为铝合金管材的生产与优化提供理论依据和指导。

二、铝合金管材挤压成形基本原理铝合金管材挤压成形是一种利用模具将加热的铝合金坯料挤压成所需形状的工艺。

在挤压过程中，坯料在挤压力的作用下发生塑性变形，经过模具的约束，形成所需形状的管材。

此过程涉及复杂的金属塑性变形和热力耦合等问题。

三、有限元法在铝合金管材挤压成形中的应用有限元法是一种用于求解复杂工程问题的数值计算方法。

在铝合金管材挤压成形过程中，通过有限元法可以模拟整个挤压过程，包括金属的流动、应力分布、温度变化等。

此外，有限元法还可以预测产品的力学性能和微观组织结构，为产品的优化设计提供依据。

四、铝合金管材挤压成形的数值模拟（一）模型建立建立准确的有限元模型是进行数值模拟的关键。

模型应包括坯料的几何尺寸、材料属性、挤压过程中的边界条件等。

同时，还需要根据实际生产情况设定合理的挤压速度、模具参数等。

（二）网格划分网格的划分对数值模拟的精度和计算效率有着重要影响。

在划分网格时，应考虑到金属流动的复杂性和模具的几何形状等因素，合理设置网格密度和类型。

（三）材料模型及本构关系在数值模拟中，需要设定铝合金的材料模型及本构关系。

常用的材料模型包括弹塑性模型、粘塑性模型等。

本构关系描述了材料的应力-应变关系，对模拟结果的准确性有着重要影响。

（四）求解过程在设定好模型、网格、材料模型及本构关系后，即可开始求解。

求解过程包括前处理、求解过程和后处理三个阶段。

前处理主要包括模型的建立和网格的划分，求解过程则是通过有限元软件进行计算，后处理则是对计算结果进行可视化处理和分析。

基于 DEFORM的冲压模具设计的仿真与分析摘要：本文利用DEFORM软件对车间出现不合格品较多的拉深件—碗状加强筋进行数值模拟分析，对金属塑性成形过程进行实时点跟踪描述，并演示整个成形过程，揭示金属流动规律、各种因素对变形行为的影响及成形过程中零件的应力、应变分布，从而获得金属成型过程中的速度场、应力场、应变场、负载场结果。

关键词： DEFORM，拉深件，模具设计1引言公司真空灭弧室产品中有60%的零件属于拉深件。

在生产中，一些拉深件的质量问题，如拉裂、裂纹、拉伤、起皱、椭圆、堆边等问题一直困扰着大家，碗状加强筋是构成真空灭弧室的关键零件之一，用量大，质量要求严，对它的拉深质量问题原因和解决方法都是凭经验，没有理论研究和系统的分析，使得在模具设计上存在一定的弊端，影响质量和生产。

1.碗状加强筋工艺分析碗状加强筋如图1所示，材料是06Cr19Ni10，料厚为2mm，批量生产。

为提高生产效率和节约成本，可选用普通的冲压机床（J23-80），经研究分析，确定零件的加工方法采用板料拉深完成零件成型，工艺路线：备料—落料—拉深成型—车达图—检验，入库。

图1 碗状加强筋设计图1.基于DEFORM的碗状加强筋成形仿真模拟DEFORM技术是一套基于有限元分析的仿真系统，可用来分析金属成形规律与金属工业的热处理和成形工艺。

通过计算机模拟仿真整个成形加工过程，帮助工程设计人员设计产品和工艺流程，降低现场试验成本，用以提高模具的设计速度，以此缩短产品的研发周期。

成形过程仿真系统的建立，是将刚塑性成形工艺学、弹塑性有限元理论、拟处理器和后处理三大模块组成。

有限元分析流程如图2。

图 2 DEFORM成形问题有限元分析流程3.1 模型导入与网格划分在碗状加强筋成形过程中的工作部件为凸模和凹模，故仿真模拟中只导入毛坯、凸模和凹模，模型导入见图3。

绝对网格划分方式在网格尺寸总数设定后永不会变，它会增加模拟的正确性，故采用绝对网格划分方式。

基于deform 在金属塑性成形中的应用铜陵学院09材控一班陈军 0910121117摘要：由于deform-3D不具有三维造型功能，所以要实现塑性模拟过程所需要的物理模型均在其他三维软件中建立。

然后利用deform软件所具备的重新划分网格后，原节点的信息不会丢失。

设定变形物体的网格重划分网格标准，有两种选择：一个是绝对值，一个是相对值。

在deform软件的材料库中，各种材料都被分成易于选择的类别。

材料可以通过单位制或加工工艺类型进行检索。

这里主要介绍deform图形文件的生成及其相关功能键使用方法。

正文：一，deform软件的操作流程：（1）、定义几何特征。

Deform中对象的几何数据具有多种格式可供选择。

（2）、网格划分。

Deform网格划分生成四面体单元，这种四面体表面适合于表面成型。

（3）、初始条件。

如轧制时设置变形体、模具与周围介质间的热交换，变形体内部大变形生成热量及其传导都对产品的成形质量造成很大影响，对此问题的仿真模拟分析应按瞬间热-机耦合处理。

Deform软件可提供多种温度下的材料特性。

（4）、材料模型。

这里只研究钢塑性材料。

设定材料变形前，变形时，变形终了的温度和变形率下材料流动应力应变曲线和热膨胀系数、弹性模量、泊松比、热导率等随温度变化的曲线。

（5）、接触定义。

定义变形体与模具之间以及模具之间可能产生的接触关系。

变形的的温度、变形是待求量，变形体为接触体，刚性接触时只具有常温，起主动传递位移或合力作用。

如果需要模具的温度变化，可将模具上要关心的部分离散成单元，定义成允许热传递的刚性接触体，可以与外界催在热交换。

（6）、网格自动重划分。

模拟分析过程中，单元附着在材料上，材料流动中极易造成相应的单元格畸变，单元格畸变后会中断计算过程。

因此保证仿真过程中材料经大量流动后仍然可以继续，获得的结果仍然具有足够的精度。

Deform在网格畸变到一定程度后会自动进行网格重划分，生成搞质量的网格。

ＦＯＲＧＩＮＧ２００８年第２期１前言轮毂轴管（图１）是汽车后桥上一个重要的保安件，要承受各种复杂的交变应力与疲劳载荷［１］。

因此，其工作环境的特殊性决定了其较高的质量要求和挤压工艺参数的精确化。

传统挤压工艺的制定主要是建立在经验基础上，采用试错法不断调整工艺参数和修改模具，不仅研发周期长，而且挤压件的质量难以保证。

随着数值模拟技术的发展，可以采用计算机对金属成形过程进行分析，掌握变形过程中各种场量的变化情况。

并可对变形过程中工件内部缺陷等进行预测，对挤压工艺的制定具有重要的参考价值。

本文利用有限元软件ＤＥＦＯＲＭ对轴管坯料的挤压过程进行了数值模拟。

并对挤压后工件的损伤、应力场、应变场及其分布的原因进行了分析，为制定生产工艺提供了参考［２］。

２建模及模拟条件应用ＤＥＦＯＲＭ软件对汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟，首先需建立有限元分析模型，如图２所示。

模型初始条件为：①设定上下模为刚性模型，工件为弹性模型；ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＬａｒｇｅＣｙｌｉｎｄｅｒＦｏｒｇｉｎｇｉｎＦｏｒｇｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＸＵＦｅｉｘｉａ，ＣＵＩＺｈｅｎｓｈａｎ，ＣＨＥＮＷｅｎ，ＦＵＱｉａｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＰｌａｓｔｉｃｉｔｙＦｏｒｍｉｎｇＥｎｇ．，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｅｘｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｈｅｌｌｆｏｒｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎａｎｖｉｌ＇ｓｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｉｎｇｃｏｌｕｍｎｉｎｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｇ－ｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｃｙｌｉｎｄｅｒｆｏｒｇｉｎｇｓ，ａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｆｏｒｇｉｎｇｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｒａｉｓｅｓａｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｊｕｄｇｉｎｇｆｏｒｇｉｎｇ＇ｓｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｆｏｒｇｉｎｇｉｎ３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｏｒｇｉｎｇP Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒP ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎP Ｑｕａｌｉｔｙ!９８!６０＋１０!７０!８８!１５２!６５１９５９０３８０６２５０１５图１轮毂轴管零件图收稿日期：２００８－０１－１７作者简介：温志高（１９６７－）男，硕士，高级工程师，从事热挤压工艺技术研究文章编号：１６７２－０１２１（２００８）０２－００５８－０３基于ＤＥＦＯＲＭ的汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟温志高（河南英威东风机械有限公司，河南南阳４７４６７４）摘要：本文建立了汽车轮毂轴管的有限元分析模型，利用ＤＥＦＯＲＭ软件模拟了工件热挤压过程，并分析了工件的损伤、应力场及应变场的分布情况和原因。

基于DynaForm的高强钢液压拉深成形数值模拟研究陈明【摘要】随着对汽车轻量化与碰撞安全性要求的提高,越来越多轻质、高强度材料运用在车身上,以达到减轻车身质量及提高车身安全性的目的.但材料强度越高,运用传统的冷冲压工艺对零件成形就越困难.为了得到成形质量更好,尺寸精度更高的零件,必须采用其他先进的成形技术[1].通过运用DynaForm成形分析软件,对DP780高强钢零件的冷冲压过程及液压拉深成形过程进行了数值模拟,获得了零件的减薄率云图及最大主应力云图,并绘制出了在不同压边力及不同液压力下,最大减薄率与最大主应力的变化曲线.研究结果表明:相比于冷冲压工艺,液压成形对高强钢的成形性具有明显提升,并且压边力的改变对冷冲压的影响大于对液压成形的影响.在液压成形过程中,液压力较小时,零件最大减薄率及最大主应力受液压力的影响变化较大,之后随着液压力增大变化趋势逐渐趋于平缓.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】4页(P14-17)【关键词】高强钢;冷冲压;液压成形;数值模拟【作者】陈明【作者单位】东风柳州汽车有限公司,广西柳州 545000【正文语种】中文【中图分类】TL242.30 引言板材冲压成形是一项十分重要的制造技术，广泛运用于汽车、电器、航空和国防工业等行业中，通常是在室温下进行，也称冷冲压[2]。

但传统的冷冲压成形性能不佳，容易产生变薄、拉裂、起皱、回弹、尺寸精度误差太大等问题，并且材料的强度越高，成形越困难，进而推动了许多如液压成形等先进的成形工艺的发展[3]。

液压成形属于一种柔性成形技术，是指采用液态的水、油或黏性物质作为传力介质，代替刚性的凹模或凸模，使坯料在传力介质的压力作用下贴合凸模或凹模而成形。

板料液压成形主要分为主动式和被动式两大类。

主动式液压成形是指液体代替凸模(见图1)，被动式液压成形是指液体代替凹模[4](见图2)。

被动式在成形过程中需控制的参数有压边力、液体压力和凸模行程，而主动式则只需控制液体压力和压边力。

DEFORM金属成形及热处理模拟解决方案1DEFORM锻造、拉拔模拟方案DEFORM锻压数值模拟可实现适热、冷、温状态下的自由锻、模锻、开坯、墩粗、拉拔、挤压等成形工艺的仿真分析，提供极有价值的工艺分析数据：➢通过锻造、拉拔全过程模拟，获得成形产品形状及尺寸，有助于分析锻件、管材、棒材等横向缺陷发生的原因；多工步成形过程模拟➢获得成形过程工件应力场、应变场及速度场分布；➢提高模内金属流动现象，分析材料流动规律；➢预测成形缺陷，包括裂纹、拉痕、凹坑、缩径、折叠、填充不足等；裂纹折叠➢可优化工艺参数，包括成形吨位、拉拔力、拉拔速度、润滑方案、锻造温度、拉坯截面形状等；➢分析及优化模具结构，包括模具内腔、模具孔径、孔型，入模锥角等；不同孔径及毛坯的优化➢获得模具应力场数据，分析模具强度，模具磨损。

模具主应力和等效应力2DEFORM轧制模拟方案DEFORM轧制模拟可以实现有色金属及钢等的管材、板材及其他型材的连轧、滚轧、扩孔等工艺，预测成形尺寸、成形缺陷等结果，提供快速全面的工艺优化模拟方案：➢根据工艺流程，实现冷轧、热轧的成形过程，预测成形产品形状及尺寸、有助于分析缺陷的产生。

➢预测轧制过程中出现的折叠、塔型卷曲、壁厚不均、变形扭曲、流线紊乱等轧制缺陷。

➢获得成形过程金属应力、应变、速度、损伤、温度等场变量数据。

应力云图及板型尺寸变化➢分析轧制过程金属流动规律，有助于成形方式的控制。

➢优化工艺参数，包括轧制速度、轧制道次、轧制厚度等。

➢耦合模具应力分析，可判断轧辊发生弹性变形对轧制效果的影响。

➢可模拟复合材料的轧制过程，研究复合材料的成形特型。

3DEFORM微观组织模拟方案DEFORM采用元胞自动机及蒙特卡洛法实现微观组织相图及演变过程的可视化模拟，通过耦合结构及温度，获得成形过程及热处理过程中微观组织的模拟分析，提供多方面的分析方案：➢模拟微观组织在锻造、轧制、自由锻等成形过程、热处理过程及加热、冷却过程的演变；自由锻过程晶粒细化分布（红色为细化部分）➢ 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；➢ 模拟微观组织相的转变，提供转变时间、转变温度及任一时刻的微观演变结果；马氏体转变率分布云图及残余应力云图 ➢ 用户可二次开发自己的晶粒演变模型用于微观组织计算，验证新的演变模型的可行性；➢ 具有元胞自动机法、蒙特卡洛法等计算方法，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；➢ 分析成形过程中晶粒织构的变化情况，有助于优化成形工艺；ε =0 ε = 0.01 ε = 0.3 ε = 1.24 DEFORM 热处理模拟方案金属的热处理工艺，主要包括钢的奥氏体化，渗碳，淬火，回火，有色金属的金相固溶沉淀、应力松弛。

1 序言在国内外先进民航飞机的结构设计中，为满足飞机长寿命、易维护、轻量化等需求，飞机零件结构向整体化、复杂化、薄壁化等方向发展，因此越来越多地采用整体结构设计，使用新型材料，提高飞机结构的强度。

随着材料技术、锻造技术、制造技术的不断发展，使用超高强度合金钢制造大型飞机起落架主承力结构件成为必然的选择。

300M材料具有良好的力学性能，因此广泛应用于飞机关键零部件。

2 300M的材料特性2.1 金属特性超高强度合金钢300M是美国航空工业一种重要的合金钢，在化学、物理方面具有独特的性能，概括如下。

300M是一种低碳、低合金含量的钢，与非合金钢相比，具有较高的强度，固有“低合金超高强度钢”之称。

其屈服点高，因此在相同载荷下，工件的质量可以减轻20%～30%，具有良好的塑性和韧性，合金材料中含有Ni、Cr、Mo等元素，使钢的过冷奥氏体相当稳定，空淬即可获得马氏体和贝氏体组织。

2.2 加工特性该材料具有良好的硬度，同时抗拉强度也非常高，正是因此，使得其非常难加工，属于难加工材料，主要表现如下。

由于材料具有高的硬度和强度，原子密度和结合力大，断裂韧度和持久塑性高，在切削过程中切削力大，而且切削力的波动也比较大。

加工过程中产生的热量多，在切削区集中了大量的切削热，形成很高的切削温度。

再加上强化系数高，在切削力和切削热的作用下产生巨大的塑性变形，造成加工硬化。

由于切削时切削力大，切削热高，刀具与切屑的直接摩擦加剧，所以导致刀具材料与工件材料产生亲和作用，加上材料硬质点的存在和严重的加工硬化现象，刀具在切削过程中易产生黏结磨损、扩散磨损、磨料磨损和沟纹磨损，使刀具丧失切削的能力。

切削时的切屑为带状的缠绕屑，既不安全，又影响切削过程的顺利进行，也不便于处理。

在加工中容易产生热变形，因而一些精密尺寸和形状不易保证。

从300M的材料特性和加工特性来看，此材料在加工过程中极易产生大量的切削热，过多的切削热会导致工件出现烧伤现象。

基于Deform3D的不锈钢车削加工仿真研究作者：韦辽来源：《现代商贸工业》2019年第22期摘要：不锈钢是典型的难加工材料。

为了更详细地了解金属材料的切削加工，采用CAE 仿真软件Deform 3D为平台，根据有限元法对304不锈钢的切削加工过程进行建模和仿真。

同时采用正交试验法对304不锈钢进行车削加工试验，并对试验结果和有限元仿真模拟结果进行了对比分析，为实际生产工艺选择参数提供合理的参考。

关键词：切削加工;Deform 3D;正交试验;有限元仿真中图分类号：TB ; ; 文献标识码：A ; ; ;doi：10.19311/ki.1672-3198.2019.22.0920 引言切削加工是机械制造行业中应用广泛的零件金属成形工艺，是国内外研究的重点课题。

在实际生产应用中，304不锈钢广泛用于制造需要良好性能的设备和零件上。

硬质合金硬度比较高，是加工304不锈钢常用的刀具材料之一。

硬质合金因为超高硬度、高红硬性、高强度和韧性广泛地应用于切削刀具、矿用工具和耐磨零件中。

随着计算机技术和有限元方法理论的飞跃发展，有限元已被广泛应用于分析切削加工领域中。

常用的CAE仿真软件有MARC、DEFORM、AdvantEdge、ABAQUS等。

Deform 3D可以随着刀具的几何形状、切削速度和切削深度来预测一些参数的情况，如切削力大小、应力应变、切削温度高低、磨损大小、磨损形式等。

采用CAE仿真软件Deform 3D为平台，根据有限元法对304不锈钢的切削加工过程进行建模和仿真。

同时采用正交试验法对304不锈钢进行车削加工试验，并对试验结果和有限元仿真模拟结果进行了对比分析，为实际生产工艺选择参数提供合理的参考。

1 基于Deform 3D的不锈钢车削加工仿真1.1 Deform 3D简介Deform 3D是基于有限元分析方法的专业工艺仿真软件，可以综合建模、网格划分、成形、热传导等进行模拟仿真分析，适用于热、冷、温成形，可以得到详细和有益的工艺数据。

基于 Deform 的3C 产品铝型材挤压过程的数值模拟∗徐广晨【摘要】3C 产品的外形尺寸小,对尺寸公差要求严格,挤压时初胚的温度分布、模具的弹性变形及设计等都会影响最后产品的尺寸与精度。

针对3C 产品的型材挤压成型过程,设计了3种焊合室结构,基于有限元软件 Deform-3D,进行了模穴内初胚的塑流形态分析,基于 Die Stress Analysis 模块,进行了模具在挤制过程中的变形、应力和应变等参数的模拟。

由模拟结果分析可知,扩模型模具的位移量最大。

另外,还对对应模具的设计准则,以及应力、位移分布进行了研究。

%The tolerance for 3C product with small size is strictly required.The temperature distribution of the billet, the elastic deformation of the die,and the design of the flow guide all affect the final dimension of the product.with 3C products for profile extrusion molding process,design three kinds of welding chamber structure,and use the finite element code Deform-3D to simulate the plastic flow of the billet inside the die cavity.Base on Die Stress Analysis module,simulate die in extruding process of deformation,stress,strain and other parameters.The simulation results show the amount of dis-placement of the largest expansion of the model mold.Finally,a die design guide is proposed and the stress,strain distribu-tions are discussed systematically.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P71-74)【关键词】挤压加工;有限元分析;3C 产品【作者】徐广晨【作者单位】营口理工学院，辽宁营口 115014; 沈阳工业大学，辽宁沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TG376.21)对陶瓷弹丸喷丸强化机理做更详细的研究对比，如喷丸强化对试验件表面残余应力、疲劳寿命关系做系统的研究，为设计、喷丸工艺提供指导性资料。

DEFORM热冲压成形工艺数值模拟技术应用安世亚太公司工艺产品部1 前言热冲压成形工艺可使超高强度钢具有极好的可塑性、良好的成形性能及热加工性能，钣金热冲压成形技术作为钣金件冲压强化的有效途径，已在汽车等领域得到了越来越广泛的应用。

热冲压件可应用于汽车A柱、B柱、边梁、保险杠、顶盖纵梁、门梁、侧栏等重要结构件。

DEFORM金属热冲压成形模拟技术可实现高强度钣金热冲压成形过程的分析，预测冲压缺陷及热冲过程淬火现象，优化热冲工艺参数及热冲模设计。

2 热冲压成形工艺技术及特点热冲压成形是一项专门用来成形超高强度钢板冲压件的新型工艺和技术，是获得超高强度冲压件的有效途径。

热冲压成形部件的抗拉强度可达1500MPa以上，抗疲劳极限可达800MPa，因此硼钢等超高强度钢以其高强度特性已成为汽车重要保护部件用钢的最佳选择。

热冲压成形具有很多优点，如可得到超高强度的车身覆盖件；在保证汽车安全性能得条件下，优化设计以减薄车身零部件，可减轻车身重量，提高车身安全性、舒适性；改善冲压成形性，降低钣金出现易拉伸失稳性，克服传统工艺回弹严重、成形困难容易开裂等诸多难题。

热冲工艺成形技术是将钢板（如硼钢）加热至奥氏体状态，然后进行冲压并同时以20-30摄氏度/秒的冷却速度进行淬火处理，通过一定时间的保压以获得具有均匀马氏体组织的高强度钢钣金件的成形方式。

热冲压工艺包括直接成形（图1）和间接成形（图2），间接成形工艺因增加了设备成本，故现在的热冲压主要以直接热冲压工艺为主。

图1 直接热冲压成形工艺图2 间接热冲压成形工艺3 DEFORM热冲压成形工艺方案的工业应用热冲压成形技术虽具有很多优点，但因较普通冷冲压成形存在热成形及淬火冷却热处理的诸多因素影响，使得如何进行热冲压工艺参数优化及模具冷却结构设计成为需要解决的问题。

影响热冲成形的因素包括板料拉伸性能参数、冲压温度、冲压速度、润滑方案、保压时间、冷却速度及模具冷却水管的结构分布设计等，因此如何在工艺及模具设计阶段优化工艺设计参数，是提高热冲成形效率，降低研发成本的重点。

Deform培训教程•引言•Deform软件概述•建模与网格划分目录•材料属性与边界条件设置•模拟计算与结果分析•高级功能与应用技巧•总结与展望01引言培训目的和背景培训目的提高学员对Deform软件的理解和应用能力，掌握基本的分析方法和技巧，培养解决实际问题的能力。

培训背景随着计算机技术的不断发展，数值模拟技术在材料加工领域的应用越来越广泛。

Deform作为一款专业的金属成形模拟软件，已经成为该领域不可或缺的工具之一。

通过本次培训，学员可以深入了解Deform软件的功能和应用，提高自己的专业素养和竞争力。

培训内容Deform软件的基本操作和功能介绍；金属成形过程中的物理和数学模型；常用的分析方法和技巧；实际案例分析和讨论。

培训安排介绍Deform 软件的基本操作和功能，包括前处理、求解和后处理等；第一天第二天第三天讲解金属成形过程中的物理和数学模型，包括弹塑性力学、热力学和摩擦学等；介绍常用的分析方法和技巧，包括网格划分、边界条件设置、材料参数设置等；030201第四天进行实际案例分析和讨论，包括锻造、轧制、挤压等典型工艺过程的模拟和分析；第五天总结和答疑，对培训过程中遇到的问题进行解答和讨论。

02 Deform软件概述DEFORM 软件提供了全面的有限元分析功能，可以对金属成形过程中的应力、应变、温度等物理量进行准确计算。

强大的有限元分析能力软件内置了多种材料的数据库，用户可以根据需要选择合适的材料模型进行模拟。

丰富的材料数据库DEFORM 软件采用了直观的图形界面设计，使得用户可以更加方便地进行模型建立、结果查看等操作。

直观的图形界面软件提供了多种求解器供用户选择，可以根据不同的模拟需求选择最合适的求解器。

多种求解器选择软件功能和特点软件界面和操作流程软件界面DEFORM软件的界面主要包括菜单栏、工具栏、模型树、属性窗口、图形窗口等部分，用户可以通过这些界面元素进行各种操作。

操作流程使用DEFORM软件进行模拟分析的主要流程包括建立模型、设置边界条件、划分网格、选择求解器、运行模拟、查看结果等步骤。

DEFORM模拟锻压挤压实验报告铜陵学院课程实验报告实验课程材料成型计算机模拟指导教师专业班级姓名学号2014年05⽉11⽇实验⼀圆柱体压缩过程模拟1 实验⽬的与内容1.1 实验⽬的进⼀步熟悉AUTOCAD 或PRO/E 实体三维造型⽅法与技艺，掌握DEFORM 软件的前处理、后处理的操作⽅法与热能，学会运⽤DEFORM 软件分析压缩变形的变形⼒学问题。

1.2 实验内容运⽤DEFORM 模拟如图1所⽰的圆柱坯压缩过程。

（⼀）压缩条件与参数锤头与砧板：尺⼨200×200×20mm ，材质DIN-D5-1U,COLD ，温度室温。

⼯件：材质DIN_CuZn40Pb2，尺⼨如表1所⽰，温度700℃。

（⼆）实验要求（1）运⽤AUTOCAD 或PRO/e 绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl 格式输出；砧板⼯件锤头图1 圆柱体压缩过程模拟（2）设计模拟控制参数；（3）DEFORM前处理与运算（参考指导书）；（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴对称剖分观察圆柱体内部应⼒、应变及损伤值分布状态；（5）⽐较实验 1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因；（6）提交分析报告（纸质和电⼦版）、模拟数据⽂件、⽇志⽂件。

2 实验过程2.1⼯模具及⼯件的三维造型根据给定的⼏何尺⼨，运⽤AUTOCAD或PRO/E分别绘制坯料、锤头和砧板的⼏何实体，⽂件名称分别为workpiece，topdie，bottomdie，输出STL格式。

2.2 压缩过程模拟2.2.1 前处理建⽴新问题：程序→DEFORM6.1→File→New Problem→Next→在Problem Name栏中填写“Forging”→ Finish→进⼊前前处理界⾯；单位制度选择：点击Simulation Conrol按钮→Main按钮→在Units栏中选中SI（国际标准单位制度）。

基于 DEFORM 的304不锈钢铣削数值模拟侍海东【摘要】Stainless steel is hard to be manufactured.To further studying the cutting mechanism of stainless steel, a simplified milling model was built in this paper.The milling process of 304 stainless steel was simulated by using DEFORM finite ele-ment software.Four cutting parameters of cutting speed, feed per tooth, radial depth of cut, axial depth of cut with respect to the milling force of 304 stainless steel were orthogonally designed.The simulation results and the test results were compared and analyzed.The results show that simulation value is in better agreement with the test value, and milling force can also be better predicted, which lay a foundation for studying influential factors, optimizing cutting parameters and cutting mechanism of the stainless steel.%针对不锈钢材料的难加工性，为进一步研究切削机理，建立了一个简化的铣削模型。

DEFORM金属成形技术的发展与应用DEFORM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。

适用于金属冷、温、热成形，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、金属微观结构和缺陷产生发展情况等。

金属成形工艺及模具是加工制造业重要的生产方式及装备，随着金属制造业的迅速发展以及金属制品在电子、机械、汽车、航空航天和船舶等工业部门的推广应用，产品的生产质量以及产品对模具设备的要求将越来越高，传统的模具设计方法和靠经验的工艺生产方式已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。

一、CAE技术在金属成形市场上的重要性与需求计算机辅助工程CAE技术已成为金属产品开发、模具设计及产品加工中薄弱环节的最有效途径。

同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。

近些年，CAE技术在汽车、家电、电子通讯、模具制造、日用品等领域逐步地得到了广泛应用。

当今，金属成形工艺及模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。

传统的金属成形方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验和直觉设计模具、设定成形工艺，模具加工并装配完毕后，需要多次试模，发现问题后，不仅需要重新设计成形工艺、工艺参数，甚至还需要修改金属制品和模具设计，这种“试错”的研发模式势必增加生产成本，延长产品开发周期。

采用CAE技术，可以通过计算机模拟代替试模，提供了从产品设计到生产的完整解决方案。

在模具制造前，预测产品整个成形过程，帮助研判潜在的问题，有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本，在金属成形时市场上发挥着越来越重要的作用。

二、CAE技术在金属成形领域的重要应用采用CAE技术可以全面解决金属成形过程中出现的问题，指导模具设计。

CAE计算机模拟技术能成功地应用于产品成形工艺优化设计、模具设计开发、成形缺陷预测及热处理等方面。