长方坯锻压成型模拟分析报告.

《材料成型软件应用》课程上机报告之三题目：长方坯锻压成型模拟分析报告专业：材料成型及控制工程班级：2014学号：2014姓名：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟1一、问题描述如图1所示长方坯工件在室温下长方体坯料进行锻压操作并分析应力应变、位移变化情况：图1已知该长方坯工件由上下模长宽高分别为8、6、2长方体和一个长宽高为2、4、8的长方体组成；温度是在室温下68°F；材料为模具钢“AISI1035,COLD”。二、问题分析在室温下对长方坯工件进行锻压模拟，划分10000个网格，上模运动下模静止的方式，设定上模运动速度为每秒2，锻压成型模拟一共分为30步。首先要模拟计算过程创建新问题创建新问题，设置模拟控制参数，加载模拟对象数据其中包括模型导入，网格划分，设置材料属性，添加上下模的移动还有设置温度，最后对模型进行数据分析。三、模拟计算过程1、创建新问题：打开工作界面，单击File|NewProblem，选择DEFORM-3Dpre-processor，单击Next，输入文件名为“block”，单击Finish，进入前处理界面，如图2图3所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟2图2图32、设置模拟控制参数：单击，进入控制界面，将标题改为“block”，确保在英制的环境下，如图4所示：图43、加载模拟对象数据：3.1.模型导入：单击两次，将“Workpiece”的标题改为“block”，单击Change，选中“block”，如图5所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟3图5在操作显示区单击，进入几何模型，单击“Import”，在安装位置中：C|DEFORM3D|V10.0|3D|LABS（C为安装硬盘），选择“Block_Blillet.STL”，在工作窗显示如图6图7所示：图6上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟4图73.2.网格划分：单击，在“NumberofElement”中输入10000，将实体网格划分为10000个网格，如图8所示：图8单击预览一下，在确认无误后单击，生成网格如图9所示：图9上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟5单击，查看最小边长数值，如图10所示：图104、设置材料属性：选择“block”，在Genenral控制菜单中单击，选择Steel|AISI-1035，COLD[(70-400F(20-200C)]，如图11所示：图11单击“Load”即可添加材料，将会在树状显示区显示如图12所示：图125.添加上模：选择“TopDie”，单击，进入几何模上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟6型，单击“Import”，在安装位置中：X|DEFORM3D|V10.0|3D|LABS（X为安装硬盘），选择“Block_TopDie.STL”.6.添加下模：选择“BottomDie”，单击，进入几何模型，单击“Import”，在安装位置中：X|DEFORM3D|V10.0|3D|LABS（X为安装硬盘），选择“Block_BottomDie.STL”.如图13所示：图137、设置上下模的移动：在此次模拟中，上模向下运动，给物体施加压力。选择“TopDie”，单击，类型选择“Speed”，以1in/sec的速度向-Z方向移动。如图14、15所示：图14上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟7图158、设置作业温度：由于一些应力与温度的变化有关，故需要设置作业温度，本次模拟式在室温下进行，温度为20℃，或者英制为68°F。设置温度时，选择“Block”，单击，单击Assigntemperature设置温度，如图16所示：图169、设置模拟条件：单击，进入控制页面，选择，从-1步开始，共运行30步，每部增长为3，运行的对象是上模，其中，其数值是最小边长数值的1/2.如图17所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟8图1710、添加接触关系：单击，在弹框中单击YES，弹出设置界面，选中，单击如图18所示：图18在弹框中选择，单击倒三角标，选择“Coldforming（Steel）”，关闭弹窗。在设置界面单击，使下模数据和上模相同，再单击，生成最适合公差，单击，完成设置。11、生成数据：单击，在弹框中选择check，开始检查是否可以生成数据。当出现如图19所示时，数据生成成功，单击Generate，生成“BLOCK.DB”文件。上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟9图1912、保存并退出前处理界面：保存后单击，选择YES退出前处理界面进入工作界面。13、开始计算：从前处理界面退出后会进入如图20所示Deform界面，选择“BLOCK.DB”，单击界面右部分Simular|Run，开始计算。图2014、后处理：计算完成后单击界面右下角PostProcessor|Deform-3DPost，进入后处理界面如图21、22所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟10图21图2215观察“Strain-Effective”：单击，选择“Strain-Effective”，单击Apply，如图23所示：图23单击，即可观看到受压的情况。如图24所示为第30步的受力情况上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟11图2416、.显示工件尺寸：指向工件单击鼠标右键，选择“ShowDimension”，将在后处理工作窗中显示所有尺寸。如图25所示：图2517、观察单个物体受压的情况：在后处理界面右部分操作框中选择，即可观察取出上下模之后的受压情况。如图26所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟12图2618、观察工件的应变变化图：单击Graph，选择操作如图27所示：图27即可在后处理工作窗中显示应变曲线图，如图28、29分别为X方向和Y方向的应变变化曲线上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟13图28图29四、模拟结果分析1、等效应变分析：单击Summary，选择Deformation，如图30、31所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟14图30图31单击，选择Deformation，Strain-Effective，生成等效应变图，如图32所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟15图322、等效应力分析：单击summary，选择Deformation，单击Stress，选择Effection，生成等效应力曲线，如图33所示：图33单击，选择Stress，Effective，生成等效应力图，如图34所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟16图343、点追踪：单击，在长方体坯料上选择寄个有代表性的九个点，选择Next，将会在后处理窗口显示9个点的受压变化曲线，当进行受压演示时，可在曲线上观察到所选点的受力情况如图35、36、37所示：图35上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟17图36图374、力—行程曲线：单击，选择stroke,点击ok，如图38、39所示：上机报告之三：DEFORM塑性实例—长方坯锻压成型模拟18图38图39五、分析结论由等效应力变化曲线可以看出，等效应力在不断增大，应力在极短的时间内就达到了很高的值，随后应力值增长变得比较缓慢。从等效应力曲线以及等效应力图可以看出该工件接触上下模表面边缘部分应变比较大，而工件的中心部分比较难变形；工件在受压的情况下，变形的位移方向向侧面扩展的，位移方向的变化量由上模到下模逐渐减小，因此工件的变形有点鼓形。若工件发生失效时，在这个部位是最先发生的；因为工件的下模是静止的，运动的是上模，所以工件与下模接触部分变形位移量小，而与上模接触部分位移量大，由上到下逐渐减小。点的追踪过程中在长方坯工件上一共选了不同位置的九个点，从最后点追踪受压变化情况曲线中可以看出在刚开始阶段每个点的所受到的力是一样的，但是随后各个点的受力状况变得不一样。由力-行程载荷曲线可以看出，曲线也是分两个阶段上升，第一阶段为弹性变形阶段，行程变化小而载荷力变化大；第二阶段为塑性变形阶段，在压缩变形过程中产生了加工硬化，使其变形抗力增加，故载荷力继续增加，行程变化减小。六、总结在这次DEFORM上机实验前我认真的学习了上机课件中DEFORM-3D实例手册，做好课前的准备因此比较顺利的完成了这次上机实验。基本掌握了利用DEFORM-3D建模的基本步骤，学会对DEFORM-3D模拟的数据进行分析，通过实验最后的模拟结果分析还了解了长方坯工件在室温下的受压应力、应变、位移变化情况。DEFORM建模相对于ANSYS比较起来要简单，操作步骤没有那么繁琐，而且在deform的后处理中可以进行点追踪，不仅可以追踪到点的位置而且可以追踪到这些位置的参数；还有就是目标分割，可用来切割物体可以很清晰的查看物体内部不同的状态参数等等，这些后处理操作可以让我们更加透彻的了解建模的模拟结果以便更好的建模和选择材料等。这个软件是先建立模型保存再进行模型导入，这可以反复的对同一个模型进行多次的模拟结果后处理操作，我个人觉得这一点要比ANSYS软件做的好。然而在结论分析中并没有很深入去分析，这是自己在这次实验中的不足。希望以后能够更加细致去上机操作学好这个软件。