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關(guān)于deform6.1做金屬熱成型的實(shí)例及deform快捷鍵的使用和deform入門教程
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  DEFORM-3D基本操作入門 前言 有限元法是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)物理問(wèn)題的一種數(shù)值計(jì)算方法。由于采用類型廣泛的邊界條件，對(duì)工件的幾何形狀幾乎沒(méi)有什么限制和求解精度高而得到廣泛的應(yīng)用。有限元法在40年代提出，通過(guò)不斷完善，從起源于結(jié)構(gòu)理論、發(fā)展到連續(xù)體力學(xué)場(chǎng)問(wèn)題，從靜力分析到動(dòng)力問(wèn)題、穩(wěn)定問(wèn)題和波動(dòng)問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，為解決工程技術(shù)問(wèn)題，提供了極大的方便。 現(xiàn)有的計(jì)算方法（解析法、滑移線法、上限法、變形功法等）由于材料的本構(gòu)關(guān)系，工具及工件的形狀和摩擦條件等復(fù)雜性，難以獲得精確的解析解。所以一般采用假設(shè)、簡(jiǎn)化、近似、平面化等處理，結(jié)果與實(shí)際情況差距較大，因此應(yīng)用不普及。 有限元數(shù)值模擬的目的與意義是為計(jì)算變形力、驗(yàn)算工模具強(qiáng)度和制訂合理的工藝方案提供依據(jù)。 通過(guò)數(shù)值模擬可以獲得金屬變形的規(guī)律，速度場(chǎng)、應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)的分布規(guī)律，以及載荷-行程曲線。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的可視化分析，可以在現(xiàn)有的模具設(shè)計(jì)上預(yù)測(cè)金屬的流動(dòng)規(guī)律，包括缺陷的產(chǎn)生（如角部充不滿、折疊、回流和斷裂等）。利用得到的力邊界條件對(duì)模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，從而改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，提高模具設(shè)計(jì)的合理性和模具的使用壽命，減少模具重新試制的次數(shù)。通過(guò)模具虛擬設(shè)計(jì)，充分檢驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)的合理性，減少新產(chǎn)品模具的開(kāi)發(fā)研制時(shí)間，對(duì)用戶需求做出快速響應(yīng)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 一、剛（粘）塑性有限元法基本原理 剛（粘）塑性有限元法忽略了金屬變形中的彈性效應(yīng)，依據(jù)材料發(fā)生塑性變形時(shí)應(yīng)滿足的塑性力學(xué)基本方程，以速度場(chǎng)為基本量，形成有限元列式。這種方法雖然無(wú)法考慮彈性變形問(wèn)題和殘余應(yīng)力問(wèn)題，但可使計(jì)算程序大大簡(jiǎn)化。在彈性變形較小甚至可以忽略時(shí)，采用這種方法可達(dá)到較高的計(jì)算效率。 剛塑性有限元法的理論基礎(chǔ)是Markov變分原理。根據(jù)對(duì)體積不變條件處理方法上的不同（如拉格朗日乘子法、罰函數(shù)法和體積可壓縮法），又可得出不同的有限元列式其中罰函數(shù)法應(yīng)用比較廣泛。根據(jù)Markov變分原理，采用罰函數(shù)法處理，并用八節(jié)點(diǎn)六面體單元離散化，則在滿足邊界條件、協(xié)調(diào)方程和體積不變條件的許可速度場(chǎng)中對(duì)應(yīng)于真實(shí)速度場(chǎng)的總泛函為： ∏≈∑π（ｍ）＝∏（１，２，…，ｍ）（１） 對(duì)上式中的泛函求變分，得： ∑＝０（２） 采用攝動(dòng)法將式（２）進(jìn)行線性化： ＝＋Δｕｎ（３） 將式（３）代入式（２），并考慮外力、摩擦力在局部坐標(biāo)系中對(duì)總體剛度矩陣和載荷列陣，通過(guò)迭代的方法，可以求解變形材料的速度場(chǎng)。 二、Deform-3d基本模擬功能 切削machining（cutting） 成形forming 模具應(yīng)力分析die stress analysis 滾軋shap and ring rolling 熱處理heat treatment 三、Deform-3d 基本結(jié)構(gòu)與方法 包括前處理程序（Pre-processor）、模擬程序（simulator）和后處理程序（Post Processor）。首先要在ＣＡＤ軟件（如Pro/E、UG等）中進(jìn)行實(shí)體造型，建立模具和坯料的實(shí)體信息并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式（STL）；然后在軟件中設(shè)定變形過(guò)程的相應(yīng)環(huán)境信息，進(jìn)行網(wǎng)格剖分；再在應(yīng)用軟件上進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算；最后在后處理單元中將計(jì)算結(jié)果按需要進(jìn)行輸出。 事實(shí)上，由于設(shè)置了冷成形、工件材料、模具等信息后，環(huán)境條件幾乎全是默認(rèn)的。因此只要熟悉了操作步驟，嚴(yán)格按要求操作可以順利完成預(yù)設(shè)置工作（pre-processor）；設(shè)置完成后，通過(guò)數(shù)據(jù)檢查（check data） 、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)（generate data），將數(shù)據(jù)保存，然后關(guān)閉操作；開(kāi)啟模擬開(kāi)關(guān)（switch simulation）、運(yùn)行模擬程序（run simulation），進(jìn)入模擬界面，模擬程序開(kāi)始自動(dòng)解算，在模擬解算過(guò)程中，可以打開(kāi)模擬圖表（simulation graphics）監(jiān)視模擬解算進(jìn)程，并進(jìn)行圖解分析，對(duì)變形過(guò)程、應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度等進(jìn)行監(jiān)視。 應(yīng)用后處理器（post processor），分析演示變形過(guò)程，也可以打開(kāi)動(dòng)畫控制開(kāi)關(guān)（animation control），隱去工（模）具（single object mode），進(jìn)行動(dòng)畫演示。并同時(shí)可以打開(kāi)概要（summary）和圖表（graph），對(duì)荷栽、應(yīng)力、應(yīng)變、位移和速度等進(jìn)行詳細(xì)分析。 四、軟件安裝 Deform-3d軟件的安裝，只要按提示操作，可以順利完成安裝。安裝完成后，分別打開(kāi)原始程序文件夾和已經(jīng)安裝好的程序文件夾，在原始文件夾中找到MAGNiTUDE 文件夾并打開(kāi)，將其中的文件拷貝到已經(jīng)打開(kāi)的安裝文件夾中，重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。 五、操作步驟 1、問(wèn)題設(shè)置（problem setup） ——打開(kāi)程序，在打開(kāi)的界面上，點(diǎn)擊“文件file” ——在下拉菜單中，選擇“新問(wèn)題new problem” ——在問(wèn)題設(shè)置（Problem Setup）菜單中的問(wèn)題類型（Problem Type）欄，選擇“成形forming” ——在問(wèn)題位置（Problem location）中，一般選家庭目錄（Under problem home directory）） ——修改問(wèn)題名稱problem name（可以不改） ——點(diǎn)擊“完成finish”，打開(kāi)操作界面。操作的第一步，問(wèn)題設(shè)置即宣告完成。（to be continued） 2、操作設(shè)置（operation setup） ——選擇“公制SI” ——修改操作名稱operation name（可以不改） ——選擇加工形式Process type（選擇冷成形cold forming） ——選擇形狀復(fù)雜度shape complexity（一般默認(rèn)為適度） ——設(shè)置對(duì)象（工件）object (workpiece) ——工件形狀選擇workpiece shape（整體或?qū)ΨQ） ——對(duì)象數(shù)量選擇number of objects ——設(shè)置工件對(duì)象（溫度、塑性等已經(jīng)默認(rèn)） ——對(duì)象模型，選擇“導(dǎo)入或定義初級(jí)模型import geometry or define primitive geometry”，也可以點(diǎn)擊“輸入模型import geometry”從其它文件夾中導(dǎo)入對(duì)象模型，但模型一般要用Pro/E等三維軟件模型，并要轉(zhuǎn)換為STL格式，才可以導(dǎo)入。這里我們選擇了“導(dǎo)入或定義初級(jí)模型”。 ——在打開(kāi)的界面對(duì)話框內(nèi)，通過(guò)輸入確定工件形狀與尺寸，完成工件模型的導(dǎo)入。 ——通過(guò)輸入確定工件形狀與尺寸。 ——網(wǎng)絡(luò)劃分mesh，輸入單元數(shù)，一般選2000~3000。 ——選擇材料material（從材料庫(kù)中選擇import material from library） ——設(shè)置邊界條件boundary condition（一般為默認(rèn)） ——上模設(shè)置top die 方法與工件設(shè)置類似。如：輸入或界定對(duì)象模型import object or define primitive geomitry等，不再重復(fù)。 ——上模運(yùn)動(dòng)設(shè)置movement（一般選默認(rèn)） ——速度可以修改，也可以選擇默認(rèn)一般不影響模擬 ——下模設(shè)置bottom die，如工件設(shè)置類似。如輸入或界定對(duì)象模型import object or define primitive geomitry等，不再重復(fù)。 ——工件與上下模設(shè)置完畢后，需要對(duì)對(duì)象定位position（選擇自動(dòng)或手動(dòng)） ——設(shè)置接觸條件contact（一般為默認(rèn)） ——設(shè)置上模行程primary die stroke ——停止設(shè)置stopping control（可以不選） ——模擬設(shè)置simulation control（一般選默認(rèn)） ——?jiǎng)?chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)database generation（如果前面的操作正常，情形顯示為“輸入正確”），點(diǎn)擊“檢查數(shù)據(jù)check data”和“創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)generate database”并關(guān)閉操作close opr，完成操作設(shè)置。 3、模擬解算（simulation） ——打開(kāi)模擬開(kāi)關(guān)switch to simulation ——運(yùn)行模擬程序run simulation ——啟動(dòng)模擬（點(diǎn)擊“OK”程序開(kāi)始自動(dòng)模擬解算） ——打開(kāi)模擬圖表simulation graphics（模擬監(jiān)視） ——選擇右邊的工具欄，進(jìn)行模擬監(jiān)視，從上至下分別是，無(wú)圖形分析none——應(yīng)變分析strain——應(yīng)變率分析strain rate——應(yīng)力分析stress——速度分析velocity——流量分析displacement——溫度分析temperature——破壞分析damege ——在右上工具欄選擇去除工具，便于觀察。 ——在右下工具攔選擇光滑smooth，增加視覺(jué)效果。 ——也可以通過(guò)右上工具攔選擇網(wǎng)格效果。 ——分析應(yīng)力分布等。 在模擬解算過(guò)程中會(huì)碰到由于網(wǎng)格劃分的不合理而中斷模擬的情況,可以通過(guò)模擬界面下方的工具攔,選擇需要的欄目,一般默認(rèn)為信息Message欄,也可以點(diǎn)擊message顯示信息。 4、后處理操作（post processor） ——打開(kāi)后處理界面deform-3d post ——在問(wèn)題對(duì)話框中選擇需要分析處理的項(xiàng)目， ——打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)（顯示對(duì)象模型） ——點(diǎn)擊單個(gè)對(duì)象模式single object mode，消除工具模型，以便觀測(cè)。 ——點(diǎn)擊播放按鈕觀測(cè)變形過(guò)程，或點(diǎn)擊動(dòng)畫控制animation control，可以進(jìn)行連續(xù)反復(fù)播放。 ——點(diǎn)擊概要summary或圖表工具graph，打開(kāi)對(duì)話框和圖表，進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變、位移、速度、荷栽等分析。 ——點(diǎn)擊概要工具，打開(kāi)對(duì)話框。 ——選擇步數(shù)和相應(yīng)項(xiàng)目，點(diǎn)擊小圖表，顯示圖表。 ——打開(kāi)圖表工具，點(diǎn)擊應(yīng)用Apply顯示圖表。 ——可以選擇不同顏色的圖表背景。 ——顯示模型變形色譜，觀測(cè)起來(lái)更直觀。 結(jié)束語(yǔ)：隨著數(shù)值模擬在塑性成形方面的應(yīng)用越來(lái)越深入，模擬工作逐步從模擬簡(jiǎn)單零件轉(zhuǎn)向模擬復(fù)雜零件，從模擬單工步成形轉(zhuǎn)向模擬多工步成形，從單純的金屬流動(dòng)模擬轉(zhuǎn)向溫度場(chǎng)等多方面的復(fù)合模擬。通過(guò)模擬所解決的問(wèn)題不再單純停留在學(xué)術(shù)上，而更多的與實(shí)際相結(jié)合，應(yīng)用于生產(chǎn)之中。數(shù)值模擬在冷擠壓成形中的應(yīng)用將會(huì)有以下趨勢(shì)：①模擬復(fù)雜形狀冷擠壓件的成形過(guò)程；②模擬多工位冷鍛成形過(guò)程；③模擬冷擠壓成形過(guò)程中工件受力的同時(shí)考慮溫度因素的影響，通過(guò)熱力耦合得到更精確的結(jié)果；④研究工作將加深與實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)合，更多解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。 DEFORM_1100020.png DEFORM_1100021.png DEFORM_1100022.png DEFORM_1100023.png DEFORM_1100024.png DEFORM_1100025.png DEFORM_1100026.png DEFORM_1100027.png DEFORM_1100028.png DEFORM_1100029.png DEFORM_1100030.png DEFORM_1100031.png DEFORM_1100032.png DEFORM_1100033.png DEFORM_1100034.png DEFORM_1100035.png DEFORM_1100036.png DEFORM_1100037.png DEFORM_1100038.png DEFORM_1100039.png DEFORM_1100040.png DEFORM_1100041.png DEFORM_1100042.png DEFORM_1100043.png DEFORM_1100044.png DEFORM_1100045.png DEFORM_1100046.png DEFORM_1100047.png DEFORM_1100048.png DEFORM_1100049.png DEFORM_1100050.png DEFORM_1100051.png DEFORM_1100052.png DEFORM_1100053.png DEFORM_1100054.png DEFORM_1100055.png DEFORM_1100056.png DEFORM_1100057.png DEFORM_1100058.png DEFORM_1100059.png DEFORM_1100060.png DEFORM_1100061.png |
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