deform3D实验报告

学生学号0120801080128实验课成绩学生实验报告书实验课程名称材料成型数值模拟设计实验开课学院材料学院指导教师姓名朱春东、钱东升学生姓名王丹丹学生专业班级成型08012011--2012学年第一学期实验教学管理基本规范实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。1、本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。2、每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。每部分均在实验成绩中占一定比例。各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。教师要在实验过程中抽查学生预习情况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。附表：实验考核参考内容及标准观测点考核目标成绩组成实验预习1．预习报告2．提问3．对于设计型实验，着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力20%实验过程1．是否按时参加实验2．对实验过程的熟悉程度3．对基本操作的规范程度4．对突发事件的应急处理能力5．实验原始记录的完整程度6．同学之间的团结协作精神着重考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神30%结果分析1．所分析结果是否用原始记录数据2．计算结果是否正确3．实验结果分析是否合理4．对于综合实验，各项内容之间是否有分析、比较与判断等考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神50%实验课程名称材料成型数值模拟实验项目名称利用DEFORM模拟镦粗锻造成型实验成绩实验者王丹丹专业班级成型0801组别同组者实验日期11年10月28日第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）一、实验目的1）了解认识DEFORM软件的窗口界面。2）了解DEFORM界面中功能键的作用。3）掌握利用DEFORM有限元建模的基本步骤。4）利用DEFOR模拟铸造成型过程（包括Pre、Simulator、PostProcesser）。二、实验原理DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。通过在计算机上模拟整个加工过程，帮助工程师和设计人员：设计工具和产品工艺流程，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-2D（二维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。可以分析平面应变和轴对称等二维模型。它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。三、实验步骤1．DEFORM前处理过程（PreProcesser）1）进入DEFORM前处理窗口。2）了解DEFORM前处理中的常用图标3）设置模拟控制4）增加新对象5）网格生成6）材料的选择7）确立边界条件8）温度设定9）凸模运动参数的设置10）模拟控制设定11）设定对象间的位置关系12）对象间关系“Inter-Object”的设定13）生成数据库14）退出前处理窗口2．DEFORM求解（SimulatorProcesser）3．DEFORM后处理（PostProcesser）1)了解DEFORM后处理中的常用图标。2）步的选择3）真实应变4）金属流线5）载荷——行程曲线四、实验任务DEFORM-3D圆柱体镦粗模拟分析上机操作已知：毛坯：底面半径60，高度200，材料和温度同2D，网格划分10000个模具：长150，宽度150，高度60上模下压距离：50mm上模下压速度：5mm/s完成如下操作：(1)建立DEFORM-3D/Preprocessor圆柱体镦粗模拟分析模型(2)对模型进行求解计算(3)对计算结果进行后处理分析，要求1）测量镦粗后锻件X、Y方向尺寸2）测量沿X、Y、Z方向应变分布3）改变上模下压速度，分别为5mm/s、15mm.s、20mm/进行模拟，求出不同速度下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。4）改变上模下压行程，分别为30mm、40mm、50mm进行模拟，求出不同下压距离下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。第二部分：实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）一、前处理1.进入DEFORM前处理窗口在安装有WINdows操作系统和deform-3D软件的系统中，单击启动软件。选择file|new，增加一个新问题，出现问题设置窗口。保持系统设置不变，单击next按钮，打开deform-3D前处理器，进入前处理环境。如下图所示：2.设置模拟控制单击图标，打开“simulationcontrol”窗口。在该窗口中改变模拟标题为newtrial，选择系统单位为“SI”，其他默认为系统设置，单击OK按钮退出窗口。如图下图所示：3.增加新对象通过单击对象树下等插入对象按钮，添加新对象workpiece，单击按钮，为新增对象建立几何模型。单击edit按钮，出现一个空白表格，在表格中顺序顺序（逆时针）输入各特征点等坐标X、Y、R。输入完成后，单击apply按钮，将数据写入系统，此时系统中将显示所见图形。再次单击插入对象按钮，插入上下模Topdie、bottomdie。如下图所示:4.网格生成为了将workpiece生产网格，单击mesh按钮。在Tool标签下对网格数量进行选择，设置为1000，如图4.1.1所示。在detailedsettings中将SizeRatio设置为1，单击GenerateMesh按钮，生成网格如下图所示：5.材料的选择单击“workpiece使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口，单击steel，选择材料AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。单击AssignMaterial按钮，将所选材料导入到Workpiece中，如下图所示：6．模拟控制设定单击图标，打开模拟控制窗口，再单击step按钮进入步控制，依次对各项进行设置，单击ok退出，如下图所示：7.确立边界条件单击按钮进入边界条件选择窗口，单击选择按钮，用鼠标选择左上角第一点，继续选择左下角第二点，两点选择后，毛坯对称中心轴将高亮显示，这便是毛坯的边界。边界选好后，单击按钮，“Velocity”会出现“X，Fixed”，说明边界条件已经确定。如图所示：8.温度设定次单击“workpiece”、“TopDie”、“BottomDie”中的general图标，在“Temperature”中单击Assigntemperature按钮，输入合适的温度值，单击OK，使温度确定下来。如图所示：9.凸模运动参数的设置单击“Topdie”，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如下图所示：10．设置对象间的位置关系单击按钮，弹出的窗口，在此窗口中可设定对象间的位置关系。单击offset按钮。单击interference按钮。选择PositioningObject为“Workpiece”，“reference”中选择“TopDie”，在“ApproachDirection”选择方向为“Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凸模的位置关系就确定了。同理设置“BottomDie”在“ApproachDirection”选择方向为“-Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凹模的位置关系就确定了。11.对象间关系“Inter-Object”设定单击按钮，由于当前没有设定关系，会弹出一个对话框询问是否希望系统添加默认的关系，单击Yes按钮后，进入过盈对象关系设定窗口，如下图所示：选择TopDie—（1）workpiece，单击Edit，将constantly选项设置为0.3，其他为系统默认设置即可，单击close。同样设置BottomDie—（1）workpiece。如下图所示：单击图标，然后单击GenerateAll按钮，毛坯与凸凹模的接触即生成，单击Ok退出。12．生成数据库单击按钮，出现如图9.1所示的窗口，单击Check按钮，开始对各项数据进行检查。如下图所示。检查无误后，单击Generate按钮生成数据库。单击Close按钮，退出该窗口。13.退出前处理窗口单击保存按钮，关闭前处理窗口。二．Deform求解1.打开一个预保存的问题2.求解，单击Run，开始模拟，如下图所示：三、Deform后处理1、当模拟完成后，单击“postprocessor”中的“Deform-2DPost”，弹出后处理窗口。单击图标，标志中点（75,0,0），（75,60,0）（15,0,0）即为最大半径点。点next，再点finish。对镦粗过程进行模拟，完成以下操作：提取模型模拟所得结果：最大和最小应变、工件尺寸（底面半径和鼓形半径）、载荷-行程曲线。测量镦粗后锻件X、Y方向尺寸Y方向：64.3122X方向：64.1733测量沿X、Y、Z方向应变分布2、改变上模下压速度，分别为5mm/s、15mm.s、20mm.s进行模拟，求出不同速度下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。X、Y方向尺寸：5mm/s15mm.s20mm/s下压速度mm/sX方向尺寸mmY方向尺寸mm564.173364.31221564.318364.18072064.335964.1998X、Y、Z方向应变分布：5mm/s15mm/s20mm/s最大载荷：单击，再点stroke，点击apply，再点OK，输出载荷-行程曲线5mm/s15mm/s20mm/s下压速度mm/s最大载荷/KN554515545205463、改变上模下压行程，分别为30mm、40mm、50mm进行模拟，求出不同下压距离下：X、Y方向尺寸；X、Y、Z方向应变分布；最大载荷。X、Y方向尺寸：30mm40mm50mm上模下压行程mmX方向尺寸mmY方向尺寸mm3061.935161.87214063.04462.94065064.173364.3122X、Y、Z方向应变分布:30mm40mm50mm最大载荷:30mm\40mm上模下压行程mm最大载荷/KN304704050550545教师签字__________第三部分结果与讨论（可加页）一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）1、对镦粗过程进行模拟，随着压下量的增加毛坯的底面半径和毛坯的最大半径增大，随着压下量的增加等效应变的值也增大。随着压下量的增加载荷不断增大。因为在下压的过程中，产生了加工硬化，提高了材料的变形抗力，所以随着压下量的增加变形所需载荷不断增加。2、改变上模下压速度，分别为5mm/s、15mm.s、20mm.s进行模拟：★X、Y方向尺寸：随着上模下压速度的增加，X方向和Y方向最终成形尺寸相差不大；随着上模下压速度的增加，X方向尺寸和Y方向尺寸基本不变。★X、Y、Z方向应变分布：随着上模下压速度的增加，最小等效应变和最大等效应变基本相同。★最大载荷：随着上模下压速度的增加，最大载荷不变。3、改变上模下压行程，分别为30mm、40mm、50mm进行模拟：★X、Y