《材料成型软件应用》结课报告

1、材料成型软件应用结案报告专业：材料成型与控制工程班级级别：号码：姓氏：材料成型软件应用报告一：ANSYS模拟报告六角铆钉冲压过程中的应力应变分析1.问题描述图1是六角铆钉的示意图，对其成形过程进行了静态分析。图1(a)图1(b)铆钉外筒高12毫米，外筒半径4毫米，内筒孔长5毫米，内筒孔半径2毫米，铆钉六棱柱边长6毫米。弹性模量为E=2e11MPa，泊松比为0.3。2.问题分析铆钉由下部的空心圆柱和上部的正六棱柱组成。可以使用自顶向下的建模。首先建立一个正六棱柱体，然后生成两个不同半径和高度的圆柱体，再通过体积减法得到空心圆柱体，然后划分网格，最后求解分析模型。3.模拟计算过程1、定义工作文件名

2、和工作标题1)定义工作文件名：文件变更工作名2)定义工作标题：文件更改标题在文本框中输入铆钉，然后单击确定关闭对话框。3)重新显示：绘图复制器2.显示工作平面1)显示工作平面：工作平面显示工作平面2.参数选择：图形用户界面：操作后弹出主菜单参考对话框，选择结构，点击确定。如下图2所示：图23.定义材料属性图形用户界面：主菜单程序材料属性材料模型操作完成后，弹出一个对话框，选择结构线性面列各向同性，弹出一个对话框，其中EX输入2e11，PRXY输入0.3，点击确定。如图3所示：图34.创建几何模型：1)关闭坐标系符号：绘图控制窗口控制窗口选项选择未显示，在定位三向轴后单击确定，如下图4所示：图4

3、2)生成正六棱柱：图形用户界面：主菜单处理创建体积在弹出的对话框中输入半径为6，深度为2，点击确定，如下图5所示：图5生成的正六棱柱如下图6所示：图63)平移工作平面：工作平面按增量偏移WP，在X，Y，Z偏移列中输入0，0，-12，然后单击应用，如下图7所示：图74)创建圆柱体：预处理建模创建圆柱体实体圆柱体，在弹出的对话框中输入半径4和高度12，点击确定生成圆柱体，如图8和图9所示。图8图95)生成另一个圆柱体：预处理器建模创建体积圆柱体实心圆柱体半径2，高度5，然后单击确定，如图10和图11所示。图10图116)体积相减操作：预处理器建模操作布尔减体积，从大圆柱体中减去新生成的小圆柱体，如

4、图12、图13和图14所示：图12图13图147)卷添加操作：预处理建模OPENEBOOLEANS添加卷，并选择全部选择按钮，如图15所示：图155.网格划分：定义单元格类型：Gui:主菜单资源元素类型添加/编辑/删除。操作后，弹出对话框，点击添加按钮。在弹出的对话框中，选择左边的结构实体，右边的砖8节点185单元，点击确定，最后点击关闭，如图16所示：图16Gui:预处理器混合网格工具在弹出的对话框中，点击全局设置，在大小框后输入0.5，点击确定，如下图17所示：图17单击网格，然后单击全选。网格划分结果如下图18所示：图186.施加约束：解决方案定义导出应用程序区域上的结构位移，选择正六边

5、形棱柱的上正六边形，单击确定，在弹出的对话框中单击确定，如图19和图20所示。图19图207.施加负载：解决方案定义了区域上的结构压力，选择空心圆柱体的上端面，并将载荷设置为1000帕，如图21、图22和图23所示：图21图22图238.定义分析类型：图形用户界面：解决方案分析类型新分析选择分析类型为静态，点击确定，如图24所示：图249.选择求解器：Gui:解决方案分析类型solnctrols，每次输入1。在“衬底数量”处输入20，如下图25所示进行设置，然后单击“确定”。图2510、开始解决：Gui: solutiosolvcurrentls，在弹出的对话框中单击确定和是，直到求解完成，表

6、示计算结束，结果如图26所示。图264.模拟结果分析1.压力分析：Gui:通用后处理图恢复等高线图节点解应力冯米塞斯应力选择比例因子后的真实比例，分别在X、Y、Z方向点击确定，冯米塞斯，如图27-32所示。图27图28(十)图29(是)图30(Z)图31图32图28示出了x轴上的应力，图29示出了y方向上的应力图，图30示出了z方向上的应力图，图31和图32示出了冯米塞斯应力。从图31可以看出，应力从铆钉顶部的空心圆柱体到正六边形棱柱逐渐减小。正六棱柱体的应力从中心到周边、从上到下逐渐减小，边缘下层的最小应力值为18.6291兆帕；然而，从图32中可以看出，最大应力出现在下面的空心圆柱体和实心

7、圆柱体之间的连接处，其值为1301.37兆帕2.位移分析：Gui:通用后处理图恢复解位移矢量和的等值线图节点解，选择真比例，分别在x、y、z方向点击确定，位移矢量和，如图33-35所示。图33(十)图34(是)图35(Z)图36图33至36分别示出了x、y、z、米塞斯位移。从图36中可以看出，等效位移在空心圆柱体的最上端附近最大，沿着空心圆柱体向下逐渐减小到六棱柱，并且在六棱柱上达到最小值。3.应变：Gui:通用后处理图恢复节点解弹性应变选择x、y、z和冯米塞斯弹性应变，并选择确定，如图37-41所示。图37(十)图38(是)图39(Z)图40图41从图40中可以发现，应变情况类似于应力变化情

8、况。最大应变出现在中空圆柱体下端的内侧，六棱柱体的上部从上到下逐渐减小，而六棱柱体从内向外逐渐减小，从上到下逐渐增大。5.分析结论本实验旨在模拟铆钉冲压的应力变化。从模拟结果的分析，可以总结如下：1.一般来说，等效应力和等效应变在空心圆柱体下端之间的边界内侧最大，从空心圆柱体到六棱柱体越来越小，六棱柱体从中心到边缘也越来越小，因为从中心到六边的距离不同，应力变化也不同。这使得铆钉头更容易由于不均匀的应力而变形，所以铆钉头边缘应该设计在离中心相同的距离处。2.等效位移在空心圆柱的最上端附近最大，沿空心圆柱向下逐渐减小到六棱柱，在六棱柱上达到最小值。因此，铆钉头处的应力和应变较小，空心圆柱体的变形

9、更严重，特别是在内侧和实心圆柱体之间的接触部分。因此，应根据铆钉的应力和应变合理设计和选择材料。3.从位移模拟分析可以看出，铆钉的圆柱部分在收缩，这意味着铆钉的横截面积变大，高度变小。这就要求我们在设计产品时，特别是在装载零件时，要考虑材料受压后的变形。材料成型软件应用报告二：DEFORM模拟报告粗轧过程模拟1.问题描述变形模拟的粗轧过程如图1所示。工件是由钛6Al-4V制成的八角棱镜，其尺寸如图2所示。其他材料为AISI D3，轧辊速度为2英寸/秒，工件初始温度为1500华氏度，轧辊和夹具温度为200华氏度。分析了应力、应变、温度和位移的变化。图1图22.问题分析本实验模拟粗轧过程，分析其应

10、力、应变、温度、位移等。工件分为14层，轧辊有7层，夹具有5层。整个轧制过程分为220个步骤和两个工序。3.模拟计算过程1.制造新问题：打开工作界面，点击文件|新建问题，选择定位向导，点击下一步，输入文件名“定位”，点击完成，进入预处理界面，如图3和图4所示。图3图4用户_HT。安装目录中的密钥文件被复制到先前设置的目录中2.设置初始条件和基本参数：1)在弹出的对话框中，在模拟标题中输入齿槽模拟，在单位列中选择英文，然后点击下一步，如图5所示：图52)单击下一步，不修改弹出对话框中的参数。3)在“下一步”对话框中选择“使用认知向导生成票据”，从下方选择“加载材料”中的“用户键”项目，点击“下一

11、步”，选择八角棱镜作为工件，点击“下一步”，如图6所示：图63.网格划分：在对话框的第一个元素列中，将元素数输入为100。在下面的“大小比率”列中输入1，即大小比率为1。然后在下面的“层”列中输入14，即层数为14。点击按钮，点击是生成工件网格，然后点击下一步，如图7所示：图74.定义温度参数：在对话框中选择“钢坯温度”列，将工件温度设置为1500华氏度，点击“下一步”，如图8所示：图85.设置滚动参数：在弹出的对话框中选择“使用认知向导生成模具”，选择“加载材料表单”栏中的“用户键”按钮，自己输入材料，然后单击“下一步”6.导入滚动模型：在弹出的对话框的模式列中选择模板，然后单击下一步，如图

12、9所示：图97.滚动网格划分：在弹出对话框的第一列输入100。在“大小比率”列中输入1，即大小比率为1，然后在“层”列中输入7。然后单击按钮，单击是生成该卷的网格模型，然后单击下一步，如图10所示：图108.设置滚动参数：在弹出对话框的模具数量列中选择2个模具。这一步是选择两个轧辊进行轧制。在“芯片移动方向”列中选择“负”，沿x轴以负方向移动。在“模具移动类型”列中选择“两者”，此步骤是为了让两个辊同时移动。在速度栏中输入2，滚轮的移动速度为2英寸/秒。在温度栏中输入200，辊的温度为200，然后单击下一步，如图11所示图11在随后的弹出对话框中单击“下一步”，然后单击“下一步”，而不更改其参数。9.夹具网格划分：在对话框中，在“元素”中输入50，即单元格数为50，在“大小比率”列中输入2，在“层”中输入5，即层数为5，然后单击按钮，单击“是”并单击“下一步”，如图12所示。图1210.设置温度参数：在弹出对话框的温度中输入200华氏度，其他选项保持不变。单击下一步，如图13所示：图1311.初始轧制操作步骤：在操作列表是操作列表的提示菜单中点击下一步，