搜索
DEFORM-3D的简介Deform（DesignEnviromentforForming）有限元分析系统是美国SFTC公司开发的一套专门用于金属塑性成形的软件。通过在计算机上模拟整个加工过程，可减少昂贵的现场试验成本，提高工模具设计效率，降低生产和材料成本，缩短新产品的研究开发周期。Deform软件是一个高度模块化、集成化的有限元模拟系统，它主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块。前处理器：主要包括三个子模块（1）数据输入模块，便于数据的交互式输入。如：初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程及摩擦系数等初始条件；（2）网格的自动划分与自动再划分模块；（3）数据传递模块，当网格重划分后，能够在新旧网格之间实现应力、应变、速度场、边界条件等数据的传递，从而保证计算的连续性。模拟器：真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的，Deform运行时，首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线性方程组，然后通过直接迭代法和Newton－Raphson法进行求解，求解的结果以二进制的形式进行保存，用户可在后处理器中获取所需要的结果后处理器：后处理器用于显示计算结果，结果可以是图形形式，也可以是数字、文字混编形式，获取的结果可为每一步的有限元网格；等效应力、等效应变；速度场、温度场及压力行程曲线等DEFORM软件操作流程（1）导入几何模型在DEFORM-3D软件中，不能直接建立三维几何模型，必须通过其他CAD/CAE软件建模后导入导DEFORM系统中，目前，DEFORM-3D的几何模型接口格式有:①STL:几乎所有的CAD软件都有这个接口。它由一系列的三角形拟合曲面而成。②UNV:是由SDRC公司(现合并到EDS公司)开发的软件IDEAS制作的三维实体造型及有限元网格文件格式，DEFOEM接受其划分的网格。③PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限元网格文件格式。④AMG:这种格式DEFORM存储己经导入的几何实体。（2）网格划分在DEFORM-3D中，如果用其自身带的网格剖分程序，只能划分四面体单元，这主要是为了考虑网格重划分时的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面体(砖块)网格。网格划分可以控制网格的密度，使网格的数量进一步减少，有不至于在变形剧烈的部位产生严重的网格畸变。DEFORM-3D的前处理中网格划分有两种方式，一种是用户指定单元数量，系统默认划分方式，用户指定的网格单元数量只是网格划分的上限约数，实际划分的网格单元数量不会超过这个值。用户可以通过拖动滑块修改网格单元数，也可以直接输入指定数值，该数值和系统计算时间有着密切的关系，该数值越大，所需要的计算量越大，计算时间越长。另一种手动设置网格使用的是Detailedsettings下的Absolute方式，该方式允许用户指定最小或最大的网格尺寸和最大与最小网格尺寸的比值。该值设置完成在网格单元数量中可以看到网格的大概数目，但无法在那里修改，只能通过修改最大或最小单元尺寸来修改网格数目。（3）初始条件有些加工过程是在变温环境下进行的，比如热轧，在轧制过程中，工件，模具与周围环境介质之间存在热交换，工件内部因大变形生成的热量及其传导都对产品的成形质量产生主要的影响，对此问题，仿真分析应按照瞬态热一机祸合处理。DEFORM材料库可以提供各个温度下材料的特性。（4）材料模型在DEFORM-3D软件中，用户可以根据分析的需要，输入材料的弹性、塑性、热物理性能数据，如果需要分析热处理工艺，还可以输入材料的每一种相得相关数据以及硬化、扩散等数据。为了更方便的使用户模拟塑性成形工艺，该软件提供了100余种材料（包括碳钢、合金钢、铝合金、钛合金、铜合金等）的塑性性能数据，以及多种材料模型。在材料库中，对每一种支持的材料提供了不同温度和应变率下材料流动应力应变曲线和膨胀系数，弹性模量，泊松比，热导率等随温度的变化曲线。（5）接触定义接触菜单用于定义工件与所有用到的模具之间以及模具之间可能产生的接触关系。工件在变形过程中的温度，变形量是待求量，工件通常被定义成为可变形接触体。通常，最简单，计算效率最高的定义是用二维曲线(ZD平面或是轴对称锻造)或是三维空间曲面(3D锻造)描述模具参与接触部分的外表面轮廓，用刚性接触体描述。刚性接触体上只具有常温，起主动传递刚体位移或合力作用。如果需要关心模具的温度变化，可将模具上所关心的部分离散成单元(二维平面单元或是三维轴对称实体单元)，定义成为允许传热的刚性接触体，分析过程中，模具既有传递位移或合力作用，同时又有内部热量的传导和与外界的换热。实际锻造过程中，模具或多或少都存在变形，当要分析模具的温度和变形时，可将模具离散成为具有温度和位移自由度的有限单元，定义成为可变形的接触体，这会使计算的规模增加，但是分析结果更加合乎实际情况。还有一类刚性接触体为对称面，定义在工件上具有对称边界条件位置处，起施加对称边界条件的约束作用。定义的对称刚性平面可以满足法向的零位移约束和法向零热流约条件。（6）网格自动重新划分模拟分析过程中，单元附着在材料上，材料在流动过程中极易使相应的单元形状产生过度变形导致畸形。单元畸变后可能会中断计算过程。因此，保证仿真过程中材料经过较大流动后分析仍然可以继续，获得的结果仍然具有足够的精度是非常重要的。DEFORM在网格畸变达到一定程度后会自动重新划分畸变的网格，生成新的高质量网格。对3D分析，按增量加载频率或两组网格重划其间累积的最大应变增量来引导程序自动的网格重划。（7）增加约束DEFORM可以在节点上增加各个自由度的约束。（8）后处理DEFORM后处理菜单为用户提供了直观方便的评价成形过程，成形产品质量，工具损伤的必须信息以及图片，文本和表格形式提取和保存所需结果的各种工具。DEFORM支持在加工过程中以等值线，分布云图，数值符号，色标，等值面和切平面矢量等方式显示各种场变量分布。也可按路径显示或历程显示分析结果。显示结果能够借助于色调，光照和渲染产生出具有逼真效果的图形。也可利用分析结果制作动画和电影。用户利用这些提取各种体成形分析结果工具，足以获得设计产品加工工艺所关注的全部信息。这对设计人员充分了解设计工艺及其实施的可行性是大有裨益的。一旦模具设计和初始坯料形状尺寸不合理，从分析结果中可显示出材料流动受阻后可能出现的开裂或是重叠，从历程显示可以提取模具成形力随行程的变化曲线，是一个从设备加工能力，设备消耗角度来设计加工工艺的必须指标。在后处理界面中显示工件流动过程中应力，应变，应变率和温度的分布变化，帮助工艺设计师评定工件的加工质量。其中的局部加工硬化，应力集中，高应力梯度，工件模具的接触压力等结果，可以评定成形产品的质量好坏的控制因素。DEFORM-3D软件产品功能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。——DEFORM-3D模型来自CAD系统的面或实体造型（STL/SLA）格式。——集成有成形设备模型，如：液压压力机、锤锻机、螺旋压力机、机械压力机、轧机、摆辗机和用户自定义类型（如胀压成形）。——表面压力边界条件处理功能适用于解决胀压成形工艺模拟。——单步模具应力分析方便快捷，适用于多个变形体、组合模具、带有预应力环时的成形过程分析。——材料模型有弹性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义类型。——实体之间或实体内部的热交换分析既可以单独求解，也可以耦合在成形模拟中进行分析。——具有FLOWNET和点迹示踪、变形、云图、矢量图、力-行程曲线等后处理功能。——具有2D切片功能，可以显示工件或模具剖面结果。——程序具有多联变形体处理能力，能够分析多个塑性工件和组合模具应力。——后处理中的镜面反射功能，为用户提供了高效处理具有对称面或周期对称面的机会，并且可以在后处理中显示整个模型。——自定义过程可用于计算流动应力、冲压系统响应、断裂判据和一些特别的处理要求，如：金属微结构，冷却速率、机械性能等。DEFORM-3D是一套基于工艺模拟系统的有限元系统(FEM)，专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维(3D)流动，提供极有价值的工艺分析数据，有关成形过程中的材料和温度流动。典型的DEFORM-3D应用包括锻造、挤压、镦头、轧制,自由锻、弯曲和其他成形加工手段。DEFORM-3D是模拟3D材料流动的理想工具。它不仅鲁棒性好，而且易于使用。DEFORM-3D强大的模拟引擎能够分析金属成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格系统。在要求精度较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的规模，并显著提高计算效率。DEFORM-3D图形界面，既强大又灵活。为用户准备输入数据和观察结果数据提供了有效工具。DEFORM-3D还提供了3D几何操纵修正工具，这对于3D过程模拟极为重要。DEFORM-3D延续了DEFORM系统几十年来一贯秉承的力保计算准确可靠的传统。在最近的国际范围复杂零件成形模拟招标演算中，DEFORM-3D的计算精度和结果可靠性，被国际成形模拟领域公认为第一。相当复杂的工业零件，如连杆,曲轴,扳手,具有复杂筋-翼的结构零件,泵壳和阀体，DEFORM-3D都能够令人满意地例行完成。