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学生学号123456 实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAE综合实验开课学院材料学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级成型0802班2011 —2012 学年第一学期实验课程名称：材料CAE综合实验实验项目名称DEFORM-2D软件的操作与实例演练实验成绩实验者专业班级成型0802 组别同组者实验日期年月日第一部分：实验分析与设计（可加页）一、实验内容描述（问题域描述）1．了解认识DEFORM-2D软件的窗口界面。
2．了解DEFORM-2D界面中各功能键的作用。
3．掌握利用DEFORM-2D有限元建模的基本步骤。
4．学会进入前处理、后处理操作。
5．学会对DEFORM-2D模拟得出的图像进行数值分析，得出结论二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述）DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。
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。
提高工模具设计效率，降低生产和材料成本。
缩短新产品的研究开发周期。
DEFORM-2D适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。
可以分析平面应变和轴对称等二维模型。
它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。
三、主要仪器设备及耗材1.计算机2.DEFORM-2D软件第二部分：实验调试与结果分析（可加页）一、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）DEFORM-2D软件操作流程：一、前处理1. 创建新的问题打开DEFORM-2D软件，单击，“New Problem”,设置好存储路径，文件名改为英文。
2.设置模拟控制单击，打开Simulation Control窗口，设置单位为SI，如图，其他默认不变。
deform 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握“deform”的概念，了解其在物理、数学等学科中的应用；2. 学生能运用所学知识，分析并解决与“deform”相关的问题；3. 学生能掌握“deform”的基本性质和计算方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行实际问题的建模和分析；2. 学生能够通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力；3. 学生能够运用现代信息技术手段，收集和整理与“deform”相关的资料。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学的热爱，增强对学科知识的探究欲望；2. 学生树立正确的价值观，认识到科学技术对社会发展的积极作用；3. 学生通过学习“deform”，培养解决问题的信心和毅力，提高面对困难的勇气。
课程性质：本课程为学科拓展课程，以实际应用为导向，强调理论联系实际。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，具有较强的逻辑思维能力和探究精神。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. “deform”概念导入：通过案例分析，使学生理解“deform”的定义及其在实际生活中的应用。
相关教材章节：第一章“力与运动”，第三节“形变与弹性”。
2. “deform”的类型与计算方法：介绍不同类型的“deform”现象，学习相应的计算方法。
相关教材章节：第二章“物理量的测量”，第四节“应力和应变”。
3. 实际问题建模与分析：结合实际案例，引导学生运用所学知识建立模型，分析解决“deform”相关问题。
相关教材章节：第三章“力学应用”，第五节“弹性形变的应用”。
4. 小组合作与讨论：分组进行案例讨论，培养学生团队协作能力和沟通协调能力。
相关教材章节：第四章“小组合作学习”，第一节“团队合作的意义”。
5. 现代信息技术应用：指导学生运用现代信息技术手段，收集和整理与“deform”相关的资料。
第一章挤压模具尺寸及工艺参数的制定1.1实验任务已知：空心坯料Φ90×25mm，材料是黄铜（DIN－CuZn40Pb2），内径与挤压针直径相同。
所要完成成品管直径26mm，模孔工作带直径36mm，模孔出口带直径46mm。
完成如下操作：（1）根据所知参数设计挤压模具主要尺寸和相关工艺参数，并运用AUTOCAD(或Pro/E)绘制坯料挤压过程平面图。
（2）根据所绘出的平面图形，在三维空间绘出三维图。
并以STL格式分别输出各零件图形，并保存。
（3）运用DEFORM-3D模拟该三维造型，设置模拟参数，生成数据库，最终完成模拟过程。
1.2挤压温度的选取挤压温度对热加工状态的组织、性能的影响极大，挤压温度越高，制品晶粒越粗大，挤制品的抗拉强度、屈服强度和硬度的值下降，延伸率增大。
由于黄铜在730℃时塑性最高，而在挤压过程中由于变形、摩擦产热使配料温度升高，若把黄铜预热到730℃，坯料可能超过最佳塑性成型温度，所以选取坯料初始温度为500℃。
挤压筒、挤压模具也要预热，以防止过大的热传递导致金属温度分布不均，影响制品质量，预热温度与坯料温度不能相差太大，故选取为300℃。
挤压速度的选取挤压速度对制品组织与性能的影响，主要通过改变金属热平衡来实现。
挤压速度低，金属热量逸散较多，致使挤压制品尾部出现加工组织；挤压速度高，锭坯与工具内壁接触时间短，能量传递来不及，有可能形成变形区内的绝热挤压过程，使金属的速度越来越高，导致制品表面裂纹。
而且在保证产品质量和设备能量允许的前提下尽可能提高挤压速度。
根据挤压流程可计算得挤压比为λ=13，故挤压垫速度为为1.5 mm/s。
第二章工模具尺寸2.1 挤压筒尺寸确定2.1.1考虑坯料挤压过程中的热膨胀，取挤压筒内径为mm；2.2.2挤压筒外径为，故挤压筒外径为mm；2.2.3挤压筒长度(2-1)式中：—锭坯最大长度，对重金属管材为；—锭坯穿孔时金属增加的长度；—模子进入挤压筒的深度；—挤压垫厚度。
第一章工艺参数的确定1.1材料数据材料为黄铜（DIN_CuZn40Pb2）管，空心坯料为Φ90×25㎜规格尺寸，便于挤压。
1.2实验数据的计算：1.2.1挤压温度挤压温度对热加工状态的组织、性能影响极大，挤压温度越高，制品晶粒越粗大，由于黄铜在730℃时塑性最高，而在挤压过程中由于变形，摩擦产热使坯料温度升高，若把黄铜预热到730℃，则在挤压过程中坯料温度可能超过最佳塑性成型温度，所以取500℃较好。
1.2.2挤压速度挤压速度低，金属热量逸散较多，致使挤压制品尾部出现加工组织；挤压速度高，锭坯与工具内壁接触时间短,热量传递来不及进行，有可能形成变形区内的绝热挤压过程，使金属的出口温度越来越高，导致制品表面裂纹。
实际生产中，挤压温度高时，必须在较低速度下进行挤压，速度选择为1.5㎜/s。
第二章 工模具尺寸的设计2.1 模子的设计2.1.1 模角α锥模的模角在45°～60°，在此范围内的模挤压力最小。
此设计使用模角为60°。
2.1.2 工作带长度h g 和直径d g工作带又称定径带，其用以保证制品尺寸和表面质量。
挤压黄铜时工作带长度一般为8～12mm ，此设计选用工作带长度为h g =10mm 。
模子工作带直径与实际所挤压的制品直径并不相等。
挤压管材时的模孔直径为：d g =（1+k ）d 0式中d 0——管材的名义直径；k ——裕量系数,对黄铜而言，裕量系数k=1%～1.2%。
则工作带直径为：d g =66×（1+1%～1.2%）mm=（66.66～67.32）mm对此设计选用工作带直径d g =67mm 。
2.1.3 出口直径D ch模子的出口直径一般应比工作带直径大5mm 左右，此设计出口直径D ch =77mm 。
2.1.4 模具直径D 和厚度H模子的外圆直径D 和厚度主要取决于其强度和标准化系列来考虑的。
根据经验，对管材，模子的外圆直径D=（1.25～1.45）D p ，故模子的外圆直径选择D=100mm 。
学生学号实验课成绩武汉理工大学学生实验报告书实验课程名称材料成型CAM开课学院材料学院指导老师姓名学生姓名学生专业班级2011 — 2012 学年第一学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
附表：实验考核参考内容及标准观测点考核目标成绩组成实验预习1．预习报告2．提问3．对于设计型实验，着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力20%实验过程1．是否按时参加实验着重考查学生的实验态度、基本操30%2．对实验过程的熟悉程度3．对基本操作的规范程度4．对突发事件的应急处理能力5．实验原始记录的完整程度6．同学之间的团结协作精神作技能；严谨的治学态度、团结协作精神结果分析1．所分析结果是否用原始记录数据2．计算结果是否正确3．实验结果分析是否合理4．对于综合实验，各项内容之间是否有分析、比较与判断等考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神50%实验课程名称材料成型CAM实验项目名称DEFORM-2D软件的操作与实例演练实验成绩实验者专业班级组别同组者实验日期年月日第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）一、实验目的1）了解认识DEFORM软件的窗口界面。
铜陵学院课程实验报告实验名称棒材热挤压过程模拟实验课程材料成型计算机模拟指导教师张金标. 专业班级10 材控（2）班. 姓名彭建新. 学号1010121064 .2013年05月23日实验二棒材热挤压过程模拟1实验目的与内容1.1实验目的进一步熟悉DEFORM软件前处理、后处理的操作方法，掌握热力耦合数值模拟的模拟操作。
深入理解并掌握DEFORM软件分析热挤压的塑性变形力学问题。
1.2 实验内容运用DEFORM模拟如图2所示的黄铜(DIN_CuZn40Pb2)棒挤压过程（已知：坯料φ98⨯100mm）图1 棒材挤压示意图（一）挤压条件与参数挤压工具：尺寸如图所示，材质DIN-D5-1U,COLD，温度3500。
坯料：材质DIN_CuZn40Pb2，尺寸φ98×100，温度6300。
工艺参数：挤压速度10mm/s，摩擦系数0.1。
（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（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；（2）设计模拟控制参数；（3）DEFORM前处理与运算；（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）运用DEFORM后处理Flow Net（流动栅格）功能观察金属流动的不均匀性，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挤压工模具及工件的三维造型根据给定的几何尺寸，并从书中查得工作带长度为10mm，入口圆角半径为5mm，挤压垫外径为99mm，挤压垫厚度为9mm，运用AUTOCAD或PRO/E分别绘制坯料、挤压模、挤压垫、挤压筒的几何实体，文件名称分别为extrusion workpiece，extrusion die，extrusion dummy block，extrusion chamber。
目录第一章挤压工艺参数的确定- 0 -1.1 坯料及尺寸选择............................................................................................................. - 0 - 1.2 挤压温度和工模具预热温度......................................................................................... - 0 - 1.3 挤压速度......................................................................................................................... - 0 - 1.4摩擦系数.......................................................................................................................... - 0 - 第二章模具尺寸及工艺参数的确定- 0 -2.1 工模具结构示意图......................................................................................................... - 0 - 2.2 工模具结构分析............................................................................................................. - 1 - 2.3 工模具尺寸设计............................................................................................................. - 1 - 2.3.1挤压筒尺寸设计........................................................................................................... - 1 - 2.3.2挤压垫尺寸设计........................................................................................................... - 2 - 2.3.3挤压模尺寸设计........................................................................................................... - 2 - 2.3.4工模具尺寸的确定- 3 -第三章挤压设计方案的制定- 3 -3.1设计方案分组- 3 -3.2实验过程- 4 -3.2.1挤压工模具及工件的三维造型................................................................................... - 4 - 3.2.2 挤压模拟前处理.......................................................................................................... - 4 - 3.2.3 生成库文件.................................................................................................................. - 4 - 3.2.4模拟运算和后处理....................................................................................................... - 4 - 第四章实验结果分析- 4 -4.1挤压速度对挤压力的影响- 4 -4.2挤压速度温度变化的影响- 6 -4.3挤压速度对最大应变的影响- 8 -4.4挤压力对表面损伤的影响- 9 -4.5挤压力对等效应力的影响- 10 -总结13参考文献14第一章挤压工艺参数的确定1.1 坯料及尺寸选择挤压成品为φ18mm的黄铜（DINCuZn40Pb2）圆棒，为确保挤压过程有一定的挤压比确定坯料断面圆直径为φ140mm，长300mm的黄铜圆棒。
