道钉热锻造成形模拟分析报告

《材料成型软件应用》课程上机报告之四专业:材料成型及控制工程班级:2014姓名:模拟道钉热锻造成形,这里将会在3D环境下利用模具与坯料得轴对称只使用它得1/42200F(1000－1200C)),上下模具材料为Carbide(24%Cobalt)、对坯料及上下模进行划分10000个网格,首先阶段进行模拟控制模具得总移动时间就拟参数进行镦粗,采用下模不动上模运动得方式,设置TopDie沿—Z方向以2in／sec得速度运动,最后对模型进行数据分析、计算过程1、创建一个新文件:File|Newproblem|Next|Next,在弹框内输入“SPK—SIM”,点击Finish按钮,进入前处理窗口。如图错误!不能识别的开关参数。图2、设定模拟控制:单击按钮,打开模拟控制窗口,将SimulationTitle改为Spikeforging,并将OperationName改为heattransfer、确定这个单元被设置为English,而且只有Hea模具得总移动时间就是10s,既然这就是一个热传递得分析,需要定义步骤为一个时间得功能与一个模具得行程、将操作划分为50步,所以每一步得时间为0。2s。IncrementtoSave为5,aConstantTimeIncrement为1秒。如图6所示:3。创建新得物体:7所示:4。添加坯料、上模、下模:选择中Workpiece,单击按钮,单击,定义温度为2000F。如图8所示:坯料材料类型得选择:同样单击按钮,选择,在弹框中,选择Steel中得AISI—－102安装磁盘),选择“Spike_Billet.STL”,添加坯料;选择目标树下TopDie,单击按钮,选择,X|Programfile|SFTC|V10.0|3D|LABS,选择“Spike_To误!不能识别的开关参数。图错误!不能识别的开关参数。5.测量坯料尺寸:单击按钮,在坯料上选点,如下图14所示:测量得半径为1,高为2。25选中“Workpiece”,单击按钮,在“NumberofElement”中输入10000,将实体网格划分为10000个网格,单击GenerateMesh,如图15、图16所示:图错误!不能识别的开关参数。7.定义坯料得边界传导条件:单击按钮,然后选择HeatExchangewithEnvironment,坯料与被选中得特征线将被显示出来。选取坯料弯曲侧面、上表面、下表面为热交换边界面,被选中得颜色变为绿色,在选中Workpiece得前提下,点击按钮设定毛坯得初始温度为2000°F,如下图1误!不能识别的开关参数。8。划分模具网格:选中上模然后单击输入网格数为10000,单击Generate按钮确认生成网格。同理选中图199.上下模材料类型得选择:20、图21所示:图7义模具得热边界条件:选中TopDie,单击按钮,然后选择HeatExchangewithEnvironment,选取上模弯曲侧面、上表面、下表面为热交换边界面,被选中得颜色变为绿色,如下图22所示:选中BottomDie,作如上述操作,如下图23所示:误!不能识别的开关参数。毛坯与模具得位置关系:单击跳出ObjectPosioning窗口,选中Interference,在ApporachDirection中erferenceapply图9误!不能识别的开关参数。然后单击OK,跳出一个对话框再单击OK。12、定义毛坯与模具得接触关系:单击Interobject按钮,会出现一个提示选择YES,弹出Interobject窗口。如定义物间从属关系,点击按钮Edit,在Constant后面选择Freeresting,模具与毛坯点击按钮,这个操作得意义就是将TopDie—Workpiece得接触关系直接等效到Bottomdie－Workpice得关系上,在单击按钮,最后选择Generalall按钮,如下图28所示:单击跳出ObjectPosioning窗口,选择Positionobject(要移动得物体):Topdie,选择Reference(参照物):Workpiece,选中Interference,在ApporachD图1114、定义毛坯与模具得接触关系:这个步骤与第12个步骤前操作相同,这里就不再重复描述,如下图30所示:15。保存问题并进行模拟运行:1、图32所示:图错误!不能识别的开关参数。图13PK－SIM.key"、之后单击按钮,选择Yes,退出前处理窗口、进入后处理界面:退出前处理后进入DEFORM3D得主界面,点击“SPK—SIM、DB”下得“DEFORM－3DPost”,进入后处理界面。图35、图36所示:误!不能识别的开关参数。18。进入前处理界面:回到DEFORM3D主界面,选中“SPK—SIM.DB”文件,点击DEFORM-3DPre,选择图1619、改变控制参数:单击按钮,打开模拟控制窗口,将SimulationTitle改为Spikeforging,并将OperationName改为outsetting。OperationNumber设为2确定这个单元被设置为English,选中Deformation与HeatTransfer被激活。如图39所示:IncrementtoSave为5,PrimaryDie为2,WithDieDisplacement为0。015、如图40所示:单击按钮,在后Z处输入－0。9,如下图41所示:20、定义毛坯速度边界条件:单击按钮,因为这就是一个关于YZ与XZ平面对称得物体、所以分别选择两个对称面,选一个面然后点击按钮,如下图42、图43所示:误!不能识别的开关参数。21.设置毛坯与模具得摩擦系数:选择按钮Interobject、.,选中Edit然后在Deformation中将Constant设为0.3,在成形阶段,模具需要运动,所以要改变Topdiel得速度选中Topdie,点击Movement按钮,speed大小设为2in/sec方向为－Z,如下图47所示:误!不能识别的开关参数。。进入后处理界面:点击“SPK—SIM.DB”文件,单击PostProcessor下得“DEFOR1.等效应变分析:单击Summary,选择Deformation,如图49、图50所示:图19图错误!不能识别的开关参数。单击,选择Deformation,Strain-Effective,生成等效应变图,如图51图52所示:误!不能识别的开关参数。2、等效应力分析:所示:误!不能识别的开关参数。从上面两个图可以瞧出变形结束后整体应力达到变形过程中最大值,最大应力集中在边缘等尖锐边角处,坯料中心处应力最小siveApply从图中可以瞧出上下模均就是中心处热量最高,周围逐渐降低。4、点追踪:单击,在毛坯上选择具有代表性得6个点,选择Next,将会在后处理窗口显示6个点得受压变化曲线,当进行受压演示时,可在曲线上观察到所选点得受力情况,如图60、图图错误!不能识别的开关参数。5、力—行程曲线:单击,选择stroke,点击ok,如图63所示:图63曲线前半部分为弹性过程,此段曲线斜率较大,很大得载荷形变比较小,而在后段塑形变形曲、与弯曲侧面相交处所受得力比较大,因为该处产生应力集中比较严重,而且与上、下模接触处同样因为摩擦力得存在而导致坯料所受应力变大。毛坯刚开始受锻压时,金属流动较为剧烈,有应力集中得部位变形尤为明显,在锻压后期,坯料基本变形。2、在温度方面,坯料得下底面温度变化最大,其次就是上底面与弯曲侧面相交得圆弧处,再其次弯曲侧面,最不剧烈得就是心部温度。3。由于下模不发生运动,只有上模运动锻压坯料,所以坯料得下底面很慢发生位移变化,只有坯料上底面部分发生,而且坯料上底面与上模接触处发生得位移最大,说明接触处得金属流动最剧烈,并且由上到下以此减少、4、在点追踪方面,由点追踪变化曲线可以知道,坯料在之前得步骤里,六个点均不受力,但就是随后由于锻压操作作用时间特别短,所以曲线图上显示几乎就是一条与横坐标轴垂直这次上机实验就是通过道钉得成形过程来学习热传导以及热成形得分析。在