Deform3D实验

实验报告实验名称EFORM—3D镦粗仿真实验实验课程锻造工艺及模具设计指导教师专业班级姓名学号2013年4月 1 日实验一DEFORM—3D镦粗仿真实验1 实验目的与内容1。

1 实验目的通过DEFORM软件平台实现镦粗过程的仿真模拟实验。

了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况，熟悉镦粗变形工艺特点.掌握圆柱体镦粗过程的应力应变场分布特点。

1.2 实验内容运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程.图1 镦粗实验模型（一）工艺条件上模:Φ200×50，刚性材料，初始温度200℃；下模：200×200×40。

工件：16钢,尺寸如表1所示。

序号圆柱体直径，mm圆柱体高度，mm摩擦系数，滑动摩擦加热温度℃锤头运动速度，mm/s镦粗行程1 80 150 0 900 500 402 80 150 0.2 1200 500 403 80 250 0 900 500 404 80 250 0。

2 1200 500 40 （二）实验要求（1)运用三维如阿健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；（5）比较方案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）提交分析报告及分析日志文件(log）。

2 实验过程1）建模通过UG将压缩的模型绘制出来,分别为坯料圆柱直径80mm高150mm和圆柱直径80mm高250mm，并将它们各自的三部分分别导出为stl格式，并保存。

2）镦粗模拟a. 打开一个deform软件，新建一个文件。

（Insert object）添加坯料Workpiece,上模Top Die，下模Bottom Die，并导入相应的之前保存的stl格式文件（Import）;b。

修改坯料的General，其中设定Object Type为plastic，AssignTemperature 为给定的900/1200；(Mesh)将坯料分为20000/40000份，并预览（Preview)，General Mesh；选择坯料的材料（Material）为16号钢；在Property中计算坯料的体积,选择自动计算(Active）;c。

上机实验DEFORM软件的基本操作1实验目的了解认识DEFORM软件的窗口界面，掌握DEFORM软件的前处理、后处理的操作方法与技能，学会运用DEFORM软件分析实际问题。

2实验内容（1）运用DEFORM绘制或导入各模具部件及坯料的三维造型；（2）设计模拟控制参数；（3）定义模具及坯料的材料；（4）完成模具及坯料的网格划分；（5）调整模具和坯料的相对位置；（6）设定模具运动；（7）设定变形边界条件；（8）生成数据库；（9）利用后处理观察变形过程，绘制载荷曲线图，观察变形体内部应力、应变及损伤值分布状态；（10）制作分析报告。

图1圆柱体镦粗过程模拟3实验步骤3.1创建新项目打开DEFORM软件，在DEFORM主界面单击设置工作目录为C:\DEFORM3D\PROBLEM。

单击按钮，弹出Problem setup（项目设置）对话框，选择使用Deform-3D preprocessor，单击进入项目位置设置对话框，直接单击进入项目名称设置对话框，在Problem name框中输入本项目名称“Upset”，进入DEFORM-3D前处理界面。

3.2设置模拟控制初始参数单击Input/Simulation controls菜单或单击按钮进入模拟控制对话框，在对话框左侧的栏中选取Main窗口，如图2所示。

设定模拟分析标题为“Upset”，操作名为“Upset”，Units单位制为“SI”，分析模式为变形“Deformation”，单击OK按钮，完成模拟控制的初始设置。

图2模拟控制初始设置3.3创建对象3.3.1坯料的定义单击对象设置区的按钮，进入Workpiece对象一般信息设置窗口，。

在Object name后面的框中输入“Billet”，单击其后的按钮，将对象名称改为“Billet”。

在Object type（对象类型）中选择Plastic（塑性）。

单击对象设置区的按钮，进行对象几何模型的设置，单击按钮，进入几何造型单元。

Deform3D操作介绍第⼆章DEFORM-3D操作介绍2.1DEFORM-3D软件介绍20世纪70年代后期，位于美国加州伯克利的加利福尼亚⼤学⼩林研究室在美国军⽅的⽀持下开发出有限元软件ALPID，20世纪90年代在这⼀基础上开发出DEFORM-2D软件,该软件的开发者后来独⽴出来成⽴了SFTC公司，并推出了DEFORM-3D软件。

DEFORM-3D 是⼀套基于有限元分析⽅法的专业⼯艺仿真系统，⽤于分析⾦属三维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其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，被国际成形模拟领域公认为处于同类模拟软件的领先地位。

DEFORM-3D不同于⼀般的有限元软件，它是专门为⾦属成形⽽设计。

DEFORM-3D可以⽤于模拟零件制造的全过程，从成形、机加⼯到热处理。

通过DEFORM-3D模拟整个加⼯过程，可以帮助设计⼈员：设计⼯具和产品的⼯艺流程，减少实验成本；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；分析现有⼯艺存在的问题，辅助找出原因和解决⽅法。

2.1.1DEFORM-3D特点1）DEFORM-3D具有⾮常友好的图形⽤户界⾯，可⽅便⽤户进⾏数据准备和成形分析。

2）DEFORM-3D具有完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、等CAD和CAE接⼝，⽅便⽤户导⼊模型。

3）DEFORM-3D具有功能强⼤的有限元⽹格⾃动⽣成器以及⽹格重划分⾃动触发系统，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-3D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。

4）DEFORM-3D系统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，并提供丰富的开放式材料数据库，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。

利用DEFORM3D模拟镦粗锻造成形利用DEFORM 3D模拟镦粗锻造成形一、实验目的1 了解认识DEFORM-3D软件的窗口界面。

2 了解DEFORM-3D界面中功能键的作用。

3 掌握利用DEFORM-3D有限元建模的基本步骤。

4 学会对DEFORM-3D模拟的数据进行分析。

二、设备仪器1 Deform 软件2 MS office软件3 计算机三、试验原理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- 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。

不需要人工干预，全自动网格再剖分。

前处理中自动生成边界条件，确保数据准备快速可靠。

四、实验步骤1．DEFORM前处理过程（Pre Processer）进入DEFORM前处理窗口。

了解DEFORM前处理中的常用图标设置模拟控制增加新对象网格生成材料的选择确立边界条件温度设定凸模运动参数的设置模拟控制设定设定对象间的位置关系对象间关系“Inter-Object”的设定生成数据库退出前处理窗口2．DEFORM求解（Simulator Processer）3．DEFORM后处理（Post Processer）了解DEFORM后处理中的常用图标。

步的选择真实应变金属流线载荷——行程曲线体积变化曲线五、记录、计算及数据处理1 问题说明：毛坯：底面半径60，高度200，材料和温度同2D，网格划分10000个模具：长150，宽度150，高度60上模下压距离：50mm上模下压速度：5mm/s2完成如下操作：(1) 建立DEFORM-3D/Preprocessor圆柱体镦粗模拟分析模型，生成以“姓名拼音-学号”命名的.DB文件，如：卢文操作命名为LuWen-01(2) 对模型进行求解计算(3) 对计算结果进行后处理分析，要求1）测量镦粗后锻件X、Y方向尺寸2）测量沿X、Y、Z方向应变分布3）输出体积变化曲线4）改变上模下压速度，分别为5mm/s、15mm.s、20mm/进行模拟，求出不同速度下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。

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。

热处理模块实验1.生成一个新问题2.初始设置3.导入几何模型4.网格划分5.定义材料6.工件设置7. 介质定义8. 定义时间立程9. 仿真设置10. 进行仿真11. 后处理问题摘要：在处理复杂的热传递问题时，热处理模块是一个非常方便的工具。

这个实验将展示的是这个模块如何对一个刚构建进行渗碳，淬火，回火处理。

这个实验同时能够帮助用户理解deform-ht’s在计算相变方面的能力。

1.生成新的问题开始一个名为“GearHT”的新的热处理问题。

你也可以单击“New problem”按钮，选择“Heat treatment”。

或者，你也可以右击导航树来创建一个空的目录，在主界面的右侧单击“HT”。

2.初始设置在“初始设置”对话框里，设置单位为国际单位。

勾选“变形”，“扩散”和“相变”。

点击下一步。

3.导入模型在“模型”页面里，选择“导入几何，key，或DB文件”，单击下一步。

进入目录，载入模型文件。

4.划分网格在“划分网格”页面里，选择8000个非结构的网格划分。

用结构面层的第一层，将“Thinkness mode”设置成“ratio to object overall dimension”，层厚设置成0.005。

（结构面网格划分可以帮助我们利用更少的计算时间来获得更好的关于热学和散射的结果。

）单击下一步。

5.定义材料在“材料”页面里，选择“Import form .DB and .KEY”点击下一步。

从目录里导入材料“Demo_Temper_Steel.KEY”。

你可以单击“Advance”按钮来观察，编辑材料和转换数据。

注意这是一种由八种成分（相）组成的混合材料，包括奥氏体（A），珠光体+贝氏体（PB），马氏体（B），铁素体（F），低碳马氏体（LM），回火贝氏体（TB），回火铁素体+渗碳体（TFC）。

相间的转换历程包括A_>F,A_>TB,A_>M,PB_>A,M_>LM,M_>A,LM_>TFC和TFC_>A。

deform实验报告
《Deform实验报告》
在本次实验中，我们对deform进行了深入的研究和探索，以期能够更好地了解其性能和潜在应用。

deform是一种新型材料，具有非常特殊的性质和潜力，因此我们对其进行了一系列的实验和分析。

首先，我们对deform的物理性质进行了研究。

通过对其密度、硬度、弹性等参数的测量和分析，我们发现deform具有非常独特的物理性质，具有很高的弹性和柔韧性，同时又具有一定的硬度和稳定性。

这些性质为其在各种工程领域的应用提供了广阔的可能性。

其次，我们对deform的化学性质进行了研究。

通过对其化学成分和结构的分析，我们发现deform具有很高的化学稳定性和耐腐蚀性，能够在各种恶劣环境下保持稳定。

这为其在化工、材料科学等领域的应用提供了很大的优势。

最后，我们对deform的应用潜力进行了探讨。

通过对其在机械、建筑、医疗等领域的应用进行分析，我们发现deform具有非常广泛的应用潜力，能够在各种领域发挥重要作用。

例如，在建筑领域，deform可以用于制造新型的结构材料，提高建筑物的抗震性能；在医疗领域，deform可以用于制造生物医用材料，用于骨折治疗和人工关节等方面。

总的来说，通过本次实验，我们对deform的性能和潜力有了更深入的了解，相信在未来的研究和应用中，deform将会发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。

DEFORM-3D模锻成型仿真实验指导书2014年 4 月实验二DEFORM-3D模锻成型仿真实验1 实验目的与内容1.1 实验目的通过DEFORM软件平台实现模锻成型过程的仿真模拟实验。

了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况，熟悉模锻成型工艺特点。

掌握模锻成型过程的应力应变场分布特点。

1.2 实验内容运用DEFORM模拟模锻成型过程，利用三维软件绘制一阶梯轴锻件，模拟其成形过程。

图1 锻件图（一）工艺条件上模：Φ200×50，刚性材料，初始温度200℃；下模：200×200×40。

工件：16钢，尺寸如表1所示。

表1 实验参数序号棒料尺寸，mm摩擦系数，滑动摩擦加热温度℃锤头运动速度，mm/s1 φ80*150 0 900 5002 φ80*150 0 1200 5003 φ80*150 0.2 900 5004 φ80*150 0.2 1200 500（二）实验要求（1）运用三维软件绘制各模具部件及工件的三维造型，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，观察变形过程，载荷曲线图；（5）提交分析报告。

2 实验过程•1）打开deform软件，新建一个文件，文件取名name.key;•2)打开前处理文件界面分别增加工具体,topdie和bottomdie(workpiece已经存在）。

•3）在各个工具体上相应导入几何体（就是前面所导出的stl文件。

•4检查上述几何体几何状况。

•5对坯料进行网格划分（有热传导情况模具也应划分网格）•6为坯料定义材料（有热交换的也需要对模具定义材料）•7定义工具体的速度（对轧制等给定坯料的初速度）•8定义边界条件，坯料性能（体积补偿）•9定义控制的单位和模拟类型，以及步长和运算停止条件。

•10自动靠模和边界接触的定义。

•11检查并生成分析所需db文件•12.进行模拟分析，完成或观察后处理结果。

目录第一章模具尺寸及工艺参数的确定 (2)1.1 模具尺寸的确定 (2)1.1.1尺寸选择 (2)1.1.2根据尺寸绘制平面图形 (2)1.1.3绘图 (3)1.2 挤压模拟工艺参数的确定 (3)1.2.1温度的确定 (3)1.2.2速度的确定 (3)第二章Deform模拟过程与模拟分析 (4)2.1 Deform模拟过程 (4)2.1.1建立新问题 (4)2.1.2添加对象 (4)2.1.3模拟控制设置 (4)2.1.4定义对象的材料模型 (4)2.1.5高速对象位置关系 (4)2.1.6网格化划分 (4)2.1.7设置对象材料属性 (4)2.1.8设置主动工具运行速度 (4)2.1.9工件体积补偿 (5)2.1.10边界条件定义 (5)2.1.11生成数据库文件 (5)2.2 Deform模拟结果分析 (5)2.2.1观察温度变化 (6)2.2.2观察应力分布 (7)2.2.3观察应变分布 (8)2.2.4观察金属破坏系数 (9)2.2.5速度分析 (10)2.2.6载荷分析 (11)2.3 分析成品棒尺寸对挤压变形的影响 (12)总结 (13)参考文献 (14)第一章 模具尺寸及工艺参数的确定1.1 模具尺寸的确定选择模具与坯料部分尺寸，并根据给定的主要尺寸，运用Auto CAD 绘出挤压过程平面图形；并设计挤压工艺参数。

1.1.1尺寸选择模角的选择：锥模的模角为30°工作带长度：挤压黄铜时，工作带一般取8～12mm ，考虑到模子的强度取g h =10mm 。

工作带直径：工作带直径与实际所挤出的制品直径并不相等。

按公式m m g d C d d 1+=计算，制品直径为m d =50mm ，裕量系数1C 取0.015,则g d =51mm 。

出口直径：模子的出口直径ch d 一般比工作带直径大3～5mm ，因过小会划伤制品表面，取ch d =56mm 。

过度圆角：工作带与出口的过渡部分：可以做成斜面或以3～5mm 的圆弧连接，以增加工作带厚度，取r=3mm 。

铜陵学院课程实验报告实验名称圆柱体压缩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）姓名孟来福学号 1 0 1 0 1 2 1 0 5 82013年05月14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，温度室温。

（二）实验要求砧板工件锤头图1 圆柱体压缩过程模拟（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（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）比较方案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→DEFORM5.03→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）。