DE-3D_v6.1基本操作指南.ppt

DEFORM-3Dv6.1基本操作指南、材料科学和工程系统于2010年4月，DEFORM系列软件由美国科学成形技术公司(scienceformingtechnologycorporation )开发。 该系列软件主要应用于金属塑性加工、热处理等过程的数值模拟。 目前，DEFORM软件已成为国际流行的金属加工数值模拟软件之一。 主要软件产品为DEFORM-2D维) DEFORM-3D维) DEFORM-HT (热处理) DEFORM-PC (微机版) DEFORM-F2(2D简化版) DEFORM-F3(3D简化版) DEFORM系列软件概要、DEFORM系列软件DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程，可以帮助工程师和设计人员： 1、模拟设计工具和过程流程，降低昂贵的现场试验成本2、提高模具设计效率、降低生产和材料成本3、缩短新产品的研发周期DEFORM-3D是一种基于过程仿真系统的有限元系统(FEM )，设计用于分析不同金属成型过程中的三维(3D )流，并提供极具价值的过程分析数据和成型过程中的材料和温度流。 DEFORM-3D适用于金属成型的冷加工、热加工等工艺。 DEFORM-3D的典型应用：拉深、锻造、冲压、冲压、冷镦、机械、轧制、坯料、镦锻等。 (有关详细信息，请参阅)、DEFORM-3D概述、说明： 1、DEFORM-3D软件不支持中文，因此文件夹及其模型文件中不显示中文。 不那样的话读不了。 2、由于DEFORM-3D没有3d建模功能，因此本软件使用的模型由其他3d软件创建。 3、DEFORM-3D软件的操作环境坐标与Pore、UG软件的默认坐标系相同。 因此，在创建模型时，最好确定位置关系。 这样，模型的调整就更容易了。 4、使用有限元软件时，必须养成为每个问题创建新文件夹的习惯。 打开DEFORM-3D软件时，将在默认安装目录中自动生成文件夹，因此模拟位于该文件夹下，管理起来并不容易。 金属塑性成形的预处理、DEFORM-3D软件的模块结构由前处理器、模拟处理器、后处理器三个模块构成。 预处理是有限元分析的主要步骤，占用户操作时间的80%，在预处理阶段进行的定义很多。 预处理主要包括： 1、创建或导入几何模型2、网格分割3、材料定义4、物体接触和摩擦定义5、设置模拟参数6、生成数据库文件1、创建或导入几何模型以及直接在DEFORM-3D软件中创建三维几何模型目前，DEFORM-3D几何模型界面格式是1.STL:中大多数CAD软件都有此界面，并且曲面拟合为一系列三角形。 2.UNV:SDRC公司(当前与EDS公司合并)软件IDEAS的三维实体形状和有限元网格文件格式接受DEFORM分割的网格。 3.PDA:MSC公司软件Patran的三维实体形状和有限元网格文件格式。 4.AMG :此格式的DEFORM会储存汇入的几何图形。 在. stl格式文件生成和Pore软件建模完成后，可以将副本保存为. stl格式，并将“偏差控制”的“弦高”和“角度控制”这两个参数设置为0来生成副本。 UG软件建模完成后，可以直接以. stl格式导出文件。 二、网格分割、DEFORM软件是有限元系统(FEM )，因此需要对要分析的工件进行网格分割。 在DEFORM-3D中，如果使用自己的网格分割步骤，则只能分割四面体元素。 这主要是为了考虑重新分割网格时的便利性和快速性。 但是，它还接收外部程序生成的六面体(砖)网格。 网格拆分可以控制网格的密度以进一步减少网格数量，但是在变形较大的部分不会产生大的网格应变。三、材料定义，DEFORM的材料模型包括弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料和定制材料等类型，提供了丰富的开放式材料数据库，涉及美国、日本、德国各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等250种材料的数据使用时，可以直接从材料库中提取所需材料。 用户也可以根据需要自定义材料库。 在DEFORM-3D软件中，可以根据分析需要输入材料的灵活性、塑性和热物性数据。 如果需要分析热处理过程，您还可以输入材料相的数据，如硬化和扩散。 四、物体的空间位置调整，这里有两个含义。 一个可以移动、旋转物体，改变他们的初始位置。 由于DEFORM-3D预处理无法建模，因此此功能特别重要，您可以调整在DEFORM中输入的空白和模具几何模型。 二是模具与材料更快接触、干涉，有初步接触量，计算节省时间。 还可定义摩擦接触的关系、摩擦系数、摩擦方式等。 五、模拟参数的定义，这里定义的参数主要是为了进行有效的数值模拟。 成形分析是一个连续的过程，需要用户定义几个基本参数，以便分多个时间步骤进行计算： 1、总步骤数：确定模拟的总时间和笔划。 2、步骤：有两种选择，可以按时间或步骤旅行。 3、主模具：选择主运动模具。 4、记忆步骤数：决定每隔几步保存，不要太小。 否则，文件太大了。实例操作锻压模拟、1 .双击桌面DEFORM-3D图标，进入DEFORM-3D主窗口。 2.file -在new problem或主窗口中单击图形按钮。 3 .在下一个弹出窗口中，默认情况下进入常规预处理(Deform3D-preprocessor )。 4 .然后，使用弹出式窗口中的第四个选项“OtherPlace”，选择工作目录，然后单击“Next”。 5 .在以下窗口中，输入“主题名称”(problem name )块，然后单击Finish。 预处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、物体显示和选择窗口以及各种快捷按钮构成。 另外，图形显示窗口、物体参数输入窗口、物体显示窗口、物体选择窗口、一、设定模拟控制方式和模拟名称，一、点击按钮进入模拟控制参数设定窗口。 在SimulationTitle栏中将标题变更为BLOCK。 将Units设置为English，然后检查“Deformation”选项。 4 .单击ok按钮，返回预处理操作窗口。 模拟控制窗口中的main选项包括： 1、单位制1 )、SI :国际单位制2 )、English :英寸系统注意事项： deform软件允许用户在转入模型后设置单位。 2、安装模拟方式主要有1 )、拉格朗日增量模拟方式2 )、稳态机械模拟方式3 )、稳态挤压加工模拟方式注意：在一般的模拟问题中，必须选择增量模拟方式。 如果用户模拟车削或拉伸过程并希望使用Euler解决方案，请选择稳态模拟方法。 注：求解方式的设定在菜单下设定。 典型的仿真通常可以默认计算。 3、设定模拟类型1 )、deformation :变形模拟2 )、heattransfer :热传递模拟3 )、transfmation :相变模拟4 )、diffusion :扩散模拟5 )、grain :扩散模拟heating :热处理模拟、2、导入空白几何文件、1 .在预处理对象操作窗口中单击“按钮”(Geometry )，然后选择“导入几何”(ImportGeometry )，在CAD或其他CAE软件中导入造型文件(在本示例中，在安装目录中选择DEFORM3DV6.1Labs的Block_Billet.STL。 )在DEFORM3Dv6.1版本中，物体属性默认为Rigid-plastic，因为默认情况下第一个物体是工件(空白)。 注：输入几何图形后，必须检查输入的对象是否存在问题。 检查方法如下：1)，点击按钮确认弹出对话框。封闭几何需要一个面、0个自由边和0个无效实体。 2 )、外法线方向的检查。 按一下按钮，检查物件外部的法线是否指向物件外部。 如果方向相反，请单击按钮。 三、必须分割网格，然后将刚体(Rigid )材料(考虑到非刚性材料和热传递的影响)分割为有限元网格：1.单击按钮进入网格分割窗口2 .可以在网格数输入框中输入单位数或使用滑块条进行设置。 在此示例中，默认值为8000 (在DEFORM3D中只能分割四面体网格)。 如果要使用六面体网格导入，请输入IDEAS或PATRAN网格。) 要预览，请单击以下按钮Preview : 如果没有问题，请单击GenerateMesh生成网格。 注：1)preview仅区分部件表面2)generatemesh分割表面单元和主体单元。 (具体网格区分见后面)，4，导入模具文件，1 .导入上下模具几何文件。 在预处理控制窗口中单击“添加对象”按钮InterObjects，进入对象窗口。 您可以看到名为TopDie的物体已添加到“Objects”列表中。 2 .如果当前选择了默认的TopDie对象，则直接选择它，然后3 .在此示例中，DEFORM3DV6.1 选择Labs的Block_TopDie.STL，然后重复步骤1-3，导入底部几何图形文件时，对象将自动命名为BottomDie，并且相应的STL文件为deform3d/v6.1/labs/bie 最后，可以在显示窗上看到上下模具和向上导入的金属体。 5、设定上模的运动参数，1 .首先，在物体列表中点击TopDie预处理的控制窗口内的按钮Movement，进入物体运动参数设定窗口。 2 .在运动控制窗口中，将参数Direction设置为-Z，将Speed设置为1。 六、设定物体的温度，由于某种材料的特性与温度有关，因此在模拟过程中即使温度不变化，也需要对物体设定适当的温度值。 否则，可能无法获得正确的模拟结果。 在DEFORM3Dv6.1版本中，预设工件温度为68F。 (要修改温度，请在物体窗口中选择物体Workpiece，单击“General”按钮，然后单击按钮，在弹出的物体温度输入窗口中输入所需的温度。 七、材料的安装，以及考虑到这些非刚性材料和传热影响的刚性(Rigid )材料，必须根据需要设定材料的特性。 1 .在物体列表窗口中，单击Workpiec2.预处理控制窗口中的按钮导出材料库。 3 .在“材料选择”窗口中，选择Steel选项AISI1045Cold4，然后单击按钮导入材料。 8、改变物体的空间位置，DEFORM虽然不能直接几何造型，但可以用旋转平行移动(Offset )等方法改变物体的空间位置。 按钮进入“ObjectPositioning”窗口，您可以在其中进行操作。 定位方式：1、offset :直线移动。 2、接口：接触。 3、旋转：旋转。 4、drop :放落。 5、拖动。 在定位过程中，主要使用以接触方式执行定位，选择定位对象以选择参考对象，定义行进方向，并定义接触值applyok。 “前进方向”是指要移动的物体的方向，即移动物体接近参照物体的方向。9、定义物体之间的关系。1 .单击预处理控制窗口右上角的按钮后，出现提示，选择“是”显示InterObject窗口。 2 .定义物体之间的依赖关系：在v6.1中，系统自动将物体1和后面的物体设为依赖关系(Slave-Master )，即柔和物体设为Slave，硬物体设为Master。 1 .单击按钮进入新窗口，2 .选择剪切摩擦系数Shear，然后输入常摩擦系数constant，如果没有具体摩擦系数的概念，则可以选择工艺类型。 例如，在此示例中，冷ColdForming使用steelconfie，摩擦系数系统设置为0.12，然后单击Close按钮关闭窗口。 返回InterObject窗口后，选择第二个组。重复4.1-2的操作，将BottomDie和Workpiece的摩擦系数也设定为0.12 (步骤2后，也可以点击按钮)，请记住，上述操作后，定义的物体群之间没有接触关系。 但是，必须定义它们之间暂时接触的摩擦系数，实际定义接触时必须点击按钮。 在此操作之后，Mater会自动与Slave干涉并嵌入彼此接触的物体。 这是因为为了更快地进入接触状态，节省了计算时间，并且相互嵌入的深度在该窗口的Tolerace (接触容差)中定义。 在此示例中，通过单击“生成全部”直接按钮来生成接触关系，而不改变接触公差。 视图观察操作可以使用工具栏窗口中的快捷键轻松执行各种视图观察操作。 以下是一些示例，当用户将鼠标放在每个按钮上时，会自动显示提示。 1 .动态缩放2 .窗口缩放3 .移动4 .沿自由旋转x轴沿旋转y轴沿旋转z轴旋转5 .视场角选择等轴测图XY平面图XZ平面图YZ平面图，点和面选择，1 .点和面选择工具工具栏按钮， 2 .可在显示窗口中选择物体的任意节点或面2 .单击缩放工具工具工具栏上的按钮，单击物体的任意节点，然后选择其他节点。 连接这两点的直线及其长度值会显示在显示视窗中，直到使用者按一下重新整理按钮为止。 10、设定模拟参数，1 .选择预处理控制窗口右上角的按钮，进入SimulationControl窗口。 2 .选择左侧的第二个选项Step，设置模拟步骤数和步骤数。 3 .设置3.numberrofsimcalculationps:20。 此参数表示程序将运行到20步，除非模拟突然终止。 也就是说，如果模拟没有结束，整个过程将分20个步骤完成。 设置StepIncrementtoSave:2。 这意味着在模拟的每两个步骤中，将中间阶段的结果写入数据库。 这是为了保存每个步骤，以防止数据文件过大。 设置主die。 设置主模具。 5 .以前设置了20个步骤，但各步骤的意义并不明确，以下将WithConstantDieDisplacement设定为0.13。 根据变形体的最小单元长度的1/3推定该数值。 一般模拟以此比例比较容易收敛，不浪费时间。 因此，上模向下(-Z )方向移动2.6in (步数乘以总步数)。 6.OK关闭该窗口注： 1、计算步骤方式的选择：1)、由时间决定2