1、DEFORM-3D V6.0 基本操作指南南昌航空大學(xué)材料學(xué)院王高潮2007.8.DEFORM 軟件簡介軟件簡介 DEFORM 系列軟件是由位于美國 Ohio Clumbus 的科學(xué)成形技術(shù)公司( Science Forming Technology Corporation )開發(fā)的。該系列軟件主要應(yīng)用于金屬塑性加工、熱處理等工藝數(shù)值模擬。它的前身是美國空軍 Battelle 試驗室開發(fā)的 ALPID 軟件。在 1991 年成立的 SFTC 公司將其商業(yè)化，目前， DEFORM軟件己經(jīng)成為國際上流行的金屬加工數(shù)值模擬的軟件之一。主要軟件產(chǎn)品有： DEFORM-2D DEFORM-3D DEFO

2、RM-PC DEFORM-HT Module DEFORM-Tools練習(xí) 01 金屬塑性成形的前處理 前處理是有限元分析的主要步驟，它所占用的操作時間占到用戶操作時間的80 % ，有很多定義都是在前處理階段進行的。前處理主要包括： 1幾何模型建立或?qū)霂缀文Ｐ徒⒒驅(qū)?2網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 3材料定義材料定義 4物體的接觸和摩擦定義物體的接觸和摩擦定義 5模擬參數(shù)的設(shè)定模擬參數(shù)的設(shè)定幾何模型建立或?qū)霂缀文Ｐ徒⒒驅(qū)?在 DEFORM -3D軟件中，不能直接建立三維的幾何模型，必須通過其他 CAD / CAE 軟件建模后導(dǎo)入到系統(tǒng)中。目前， DEFORM -3D的幾何模型接口格式有： 1.

3、 STL:幾乎所有CAD軟件都有這個接口，它是通過一系列的三角形擬合曲面而成； 2. UNV: SDRC公司(現(xiàn)合并到EDS公司)軟件IDEAS的三維實體造型及有限元網(wǎng)格文件格式，DEFORM接受其劃分的網(wǎng)格。 3. PDA : MSC公司的軟件patran的三維實體造型及有限元網(wǎng)格文件格式。 4 . AMG：這種格式DEFORM存儲已經(jīng)導(dǎo)入的幾何實體。網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 在DEFORM-3D中，如果用其自身帶的網(wǎng)格剖分程序，只能劃分四面體單元，這主要是為了考慮網(wǎng)格重劃分時的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面體（磚塊）網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分可以控制網(wǎng)格的密度，使網(wǎng)格的數(shù)量進一步減少，有不至于在

4、變形劇烈的部位產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變。材料模型材料模型 在DEFORM-3D軟件中，用戶可以根據(jù)分析的需要，輸入材料的彈性、塑性、熱物理性能數(shù)據(jù)，如果需要分析熱處理工藝，還可以輸入材料的每一種相的相關(guān)數(shù)據(jù)以及硬化、擴散等數(shù)據(jù)。 為了更方便的使用戶模擬塑性成形工藝，該軟件提供了100余種材料（包括碳鋼、合金鋼、鋁合金、鈦合金、銅合金等）的塑性性能數(shù)據(jù)。以及多種材料模型。 每一種材料的數(shù)據(jù)都可以與溫度等變量相關(guān)。物體的空間位置調(diào)整物體的空間位置調(diào)整 這里有兩層含義，一是可以移動、旋轉(zhuǎn)物體，改變他們的最初位置，因為在DEFORM-3D的前處理中不能造型，所以這一項功能特別重要，可以將輸入到DEFORM中

5、的毛坯、模具幾何模型進行調(diào)整。二是為了更快地將模具和坯料接觸，將他們干涉，有一個初步的接觸量，這樣計算上可以節(jié)省時間。另外，還可以定義摩擦接觸的關(guān)系、摩擦系數(shù)、摩擦方式等。模擬參數(shù)的定義模擬參數(shù)的定義 這里定義的參數(shù)，主要是為了進行有效的數(shù)值模擬。因為成形分析是一個連續(xù)的過程，分許多時間步來計算，所以需要用戶定義一些基本的參數(shù)： 1總步數(shù)：決定了模擬的總時間和行程；總步數(shù)：決定了模擬的總時間和行程； 2步長：有兩種選擇，可以用時間或每步的行程；步長：有兩種選擇，可以用時間或每步的行程； 3主動模具：選擇物體的編號；主動模具：選擇物體的編號； 4存儲步長：決定每多少步存一次，不要太密，否則文存儲

6、步長：決定每多少步存一次，不要太密，否則文件太大；件太大；1.1 創(chuàng)建一個新的題目創(chuàng)建一個新的題目1開始-程序- DEFORM3D 5 . 0 DEFORM-3D，進入DEFORM-3D的主窗口。2File-New Problem 或在主窗口左上角點擊按鈕3在接著彈出的窗口中默認(rèn)進入普通前處理(Deform 3D-preprocessor )4接下來在彈出的窗口中用第四個選項“Other Place”，選擇工作目錄然后點擊“Next”5在下一個窗口中輸入題目的名稱 ( Problem name ) BLOCK點擊Finish1.1 創(chuàng)建一個新的題目創(chuàng)建一個新的題目 前處理操作窗口由圖形顯示窗口

7、、物體參數(shù)輸入窗口、物體顯示及選擇窗口以及各種快捷按鈕組成。1.2 設(shè)置模擬控制參數(shù)設(shè)置模擬控制參數(shù) 1點擊 按鈕進入模擬控制參數(shù)設(shè)置窗口。 2在Simulation Title一欄中把標(biāo)題改為BLOCK。 3設(shè)置Units 為English , Deformation 選項為Yes，其它模擬選項均為No。1.3 導(dǎo)入毛坯幾何文件導(dǎo)入毛坯幾何文件 1在前處理的物體操作窗口中點擊按鈕 (Geometry),然后再選擇(Imput),選擇在CAD中或其他CAE軟件中的造型文件。本例中選擇安裝目錄下DEFORM3DV5.0 Labs的Block _Billet. STL2在DEFORM3D v5.0

8、的版本中，默認(rèn)第一個物體是工件(毛坯)所以物體屬性默認(rèn)為Rigid- plastic1.4 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格對于那些非剛性材料和考慮傳熱影響的剛體(Rigid)材料，需要劃分有限元網(wǎng)格1點擊按鈕 進入網(wǎng)格劃分窗口； 2可以在網(wǎng)格數(shù)量輸入框中輸入單元數(shù)或用滑動條來設(shè)定。在本例中,默認(rèn)為8000(在DEFORM3D中只能劃分四面體網(wǎng)格，如果你想用六面體網(wǎng)格可以點擊按鈕Import,輸入ID EAS或PATRAN的網(wǎng)格；3點擊下面的按鈕Preview可以預(yù)覽,如果滿意,可以點擊按鈕 Generate Mesh 生成網(wǎng)格1.5 視圖觀察操作視圖觀察操作 利用工具欄窗口中的快捷按鈕可以方便地進行各種視圖

9、觀察操作，下面僅舉幾個例子，用戶可以將鼠標(biāo)放置在每個按鈕上，自動會出現(xiàn)提示。 1 動態(tài)縮放 2 窗口縮放 3 移動 4 自由旋轉(zhuǎn) 沿X軸旋轉(zhuǎn) 沿Y軸旋轉(zhuǎn) 沿Z軸旋轉(zhuǎn) 5 視角選擇 等軸視圖 XY 平面視圖 YZ 平面視圖 XZ 平面視圖1.5 點和面的選取點和面的選取 1點或面的選取工具 點擊工具欄上的 按鈕，在顯示窗口可以選擇物體的任意一節(jié)點或面 2標(biāo)尺工具 點擊工具欄上的 按鈕，點擊物體上的任意一個節(jié)點，并按住鼠標(biāo)不放，再選擇另一個節(jié)點，然后松開鼠標(biāo)。連接這兩點的一條線段和該線段的長度值就會顯示在在顯示窗口中，直到用戶點擊Refresh按鈕1.6 存盤退出存盤退出 1導(dǎo)入物體之后，用戶應(yīng)該

10、選擇File-Save as或點擊按鈕 ,保存已有數(shù)據(jù)到一個Keyword文件中。 2如果用戶想直接進入練習(xí)02，無需退出。否則，在控制窗口中選擇File -Quit, 而后單擊 DEFORM-3D系統(tǒng)窗口中的 File-Quit，當(dāng)被問及是否真的想退出時，請選擇Yes。練習(xí)練習(xí) 0202 金屬塑性成形的模具定位及前處理 注：若在完成練習(xí) 01 后沒有退出 DEFORM-3D，請直接跳至2.2節(jié)2.1 打開一個原有問題打開一個原有問題同練習(xí)01，啟動DEFORM，進入DEFORM-3D主窗口后，改變當(dāng)前工作路徑到上次所存放 BLOCK文件所在的目錄，點擊右上角PreProcessor中的DEF

11、ORM-3D Pre，進入前處理窗口2.2 導(dǎo)入模具文件導(dǎo)入模具文件1本練習(xí)中，我們將要導(dǎo)入上下模具的幾何文件。在前處理控制窗口中點擊增加物體按鈕 Insert objects 進入物體窗口。可以看到在Objects列表中增加了一個名為 Top Die 的物體。2在當(dāng)前選擇默認(rèn)Top Die物體的情況下，直接選擇 后選擇3本例中選擇安裝目錄下DEFORM3D V5.0 Labs的 Block_Top Die.STL2.2 導(dǎo)入模具文件導(dǎo)入模具文件4重復(fù)1-3，導(dǎo)入下模的幾何文件，系統(tǒng)會自動命名該物體為Bottom Die ，相應(yīng)的STL文件為deform /3d/v50/LIBS/Block_

12、BottomDie.STL。最后我們可以在顯示窗口中看到上下模以及練習(xí)01中導(dǎo)入的金屬體。2.3 設(shè)置上模的運動參數(shù)設(shè)置上模的運動參數(shù) 1首先在物體列表中選中Top Die。在預(yù)處理的控制窗口中點擊按鈕Movement，進入物體運動參數(shù)設(shè)置窗口。 2在物體窗口的物體列表中，選中TOP_DIE，點擊Movement按鈕。 3在運動控制窗口中，設(shè)置參數(shù)Direction為-Z , Speed為1.2.4 設(shè)置物體溫度設(shè)置物體溫度 由于某些材料屬性與溫度相關(guān)，所以即使在整個模擬過程中溫度并不變化，仍需要給物體設(shè)置一適當(dāng)?shù)臏囟戎担駝t可能得不到正確的模擬結(jié)果。 在物體窗口中選中1號物體 Workpie

13、ce，點擊General按鈕,在彈出的輸入物體溫度窗口中，輸入70（單位華氏攝氏度）。2. 5 設(shè)置材料屬性設(shè)置材料屬性對于那些非剛性材料和考慮傳熱影響的剛體（ Rigid ）材料，必須按需要設(shè)置材料的屬性。1在物體列表窗口中選擇WorkPiece2在前處理控制窗口中，點擊Material Properties 按鈕3在材料屬性窗口中，點擊標(biāo)簽 Library，選擇System Library-Steel- AISI 1045 Cold4點擊按鈕Assign material2.6 改動物體的空間位置改動物體的空間位置在DEFORM中，雖然不可以直接進行幾何造型，但是可以通過旋轉(zhuǎn)(Rotati

14、on)平移(Translation)修改物體的空間位置。點擊按鈕 ，就可以進入到Object Positioning窗口中，進行操作，本例中不涉及改變物體的空間位置，在這里不贅述，用戶感興趣可以操作，與其他CAD軟件相似，比較容易操作。2.7 定義物間關(guān)系定義物間關(guān)系1在前處理控制窗口的右上角點擊 Inter object 按鈕會出現(xiàn)一個提示，選擇Yes 彈出Inter Object窗口。2定義物間從屬關(guān)系：在v5.0中，系統(tǒng)會自動將物體1和后面的物體定義為從屬關(guān)系(Slave - Master)，即軟的物體為Slave，硬 的物體設(shè)為Master2.7 定義物間關(guān)系定義物間關(guān)系1點擊按鈕 ，

15、進入新的窗口2選擇剪切摩擦方式Shear，輸入常摩擦系數(shù)constant，如果你對具體的摩擦系數(shù)沒有概念，可以選擇工藝種類，例如，本例中的冷鍛Cold Forming用的是Steel Die，摩擦系數(shù)系統(tǒng)會設(shè)為0.12，點擊Close按鈕，關(guān)閉窗口3回到Inter Object窗口后選擇第二組4重復(fù)1 - 2 的操作，將Bottom Die 和WorkPiece的摩擦系數(shù)也設(shè)為0.125也可以在第2步后，點擊按鈕2.7 定義物間關(guān)系定義物間關(guān)系 切記在上述操作后，被定義的物體組之間并沒有接觸關(guān)系，只是定義了他們之間一旦接觸后的摩擦系數(shù)，真正定義接觸必須點擊按鈕 在這個操作后，互相接觸的物體，M

16、ater會自動與Slave發(fā)生干涉，互相嵌入這是為了更快地進入接觸狀態(tài)，節(jié)省計算時間，互相嵌入的深度，是由窗口中的Tolerace來定義的 在本例中，不必改動公差值，直接點擊按鈕 Generate All生成接觸關(guān)系。2.8 設(shè)置模擬參數(shù)設(shè)置模擬參數(shù)1在前處理控制窗口的右上角選擇按鈕 進入Simulation Control窗口2選擇左側(cè)第二個選項Step進行模擬步數(shù)和步長的設(shè)定。3設(shè)置Number of Simulation Steps:20；除非模擬意外終止，否則程序?qū)⑦\行至20步。設(shè)置 Set the Step Increment to Save: 2這里的意思是每2步保存一次，這是避免

17、每步都保存，造成數(shù)據(jù)文件過大4前面設(shè)置了20步，但每一步的含義還沒有明確，在下面設(shè)置With Constant Die Displacement為0.13. 這個數(shù)值是根據(jù)變形體單元長度的1/3來估算的。一般模擬都用這個比例，比較容易收斂而且又不會浪費時間。這樣上模將向下(- Z)運動1.6in 5. OK關(guān)閉該窗口2.9 生成數(shù)據(jù)庫文件生成數(shù)據(jù)庫文件說明：有限元分析引擎把摸擬計算的結(jié)果寫在數(shù)據(jù)庫文件中，該文件需在前處理環(huán)節(jié)產(chǎn)生，此時一些摸擬信息(如材料屬性、運動控制參數(shù)等)會被寫入該文件。1在前處理控制窗口點擊 Database 按鈕2在彈出的Database Generation窗口中點擊

18、Generate按鈕，如果其間沒有發(fā)生錯誤，系統(tǒng)會彈出Database Generated消息窗口，點擊OK按鈕關(guān)閉此窗口。在Database Generation窗口的Data Checking一欄中綠色表示正常，紅色表示嚴(yán)重錯誤必須糾正，黃色代表可能導(dǎo)致錯誤的警告信息。3點擊Database Generation中的OK按鈕返回到前處理控制窗口。2.10 存盤退出存盤退出 1進行完上述的前處理后，用戶應(yīng)該選擇File- Save as或點擊按鈕 ，保存已有數(shù)據(jù)到一個 Keyword文件中。 2如果用戶想直接進入練習(xí)03，無需退出。否則，在控制窗口中選擇 File-Quit, 而后單擊 DE

19、FORM-3D系統(tǒng)窗口中的 File-Quit，當(dāng)被問及是否真的想退出時，請選擇Yes。練習(xí)練習(xí) 0303 金屬工件的鍛壓模擬及后處理注：若在完成練習(xí)02后沒有退出DEFORM-3D，請直接跳至3.2節(jié)3.1 打開一個原有問題打開一個原有問題 啟動DEFORM-3D后，改變當(dāng)前工作路徑到BLOCK 目錄。如果在Database一欄中沒有顯示BLOCK . DB 這樣的字樣，請返回練習(xí)02重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫文件。3. 2 開始模擬開始模擬在DEFORM 3D的主窗口中，選擇 Simulation中的Run開始模擬，在模擬過程中始終有一個 Running 提示。如果你想知道模擬的進程可以選擇Simul

20、ation中的Process Monitor按鈕查看模擬進度，如果此時模擬已經(jīng)結(jié)束，會彈出“There are noDEFORM-3D jobs which are running now”這樣的消息框。點擊OK按鈕分別關(guān)閉上述窗口。3.3 后處理后處理(如果不是在模擬完成后連續(xù)操作進入后處理的話，需要選中 Promblem ID)在DEFORM-3D 系統(tǒng)窗口點擊Post Processor中的DEFORM-3D Post按鈕，進入后處理窗口，可以看到后處理包括下面幾部分：1圖形顯示窗口圖形顯示窗口2步數(shù)選擇和動畫播放步數(shù)選擇和動畫播放3圖形顯示選擇窗口圖形顯示選擇窗口4圖形顯示控制窗口圖形

21、顯示控制窗口5要顯示的變量選擇的要顯示的變量選擇的等等選擇動畫播放按鈕，觀選擇動畫播放按鈕，觀察模具運動和工件的成察模具運動和工件的成形過程形過程3.4 變形過程顯示變形過程顯示 如果你覺得變形體不能清楚的顯示，可以點擊按鈕 變形體顯示得更加清晰；如果你覺得模具的線框也不想要的話，可以在物體列表中，在模具名稱上點擊鼠標(biāo)右鍵選擇Turn off。3.5 查看狀態(tài)變量查看狀態(tài)變量在后處理控制窗口點擊Staie Variables的下拉菜單，可以選擇常用的變量進行顯示。如果你選擇一些不常用的變量，可以選擇More或者直接點擊按鈕變量顯示時有時會需要在網(wǎng)格顯示、陰影顯示或兩者俱有的情況下進行顯示，可以

22、試著切換顯示模式3. 6 查看載荷一行程曲線查看載荷一行程曲線塑性成形工藝的有限元模擬一個重要的作用就是可以計算載荷隨著行程的變化趨勢和數(shù)值， DEFORM在這方面也不例外，你可以在后處理中點擊按鈕在出現(xiàn)的Lode-stroke窗口中，只選擇Top Die和Z方向，你就會發(fā)現(xiàn)一個新的窗口，顯示載荷行程曲線。3.7 退出退出DEFORM-3D 1在后處理控制窗口中選擇File-Quit退出后處理窗口； 2在DEFORM-3D 系統(tǒng)窗口選擇File-Quit退出DEFORM-3D。練習(xí) 04 1/4模型的建模 幾何網(wǎng)格與傳熱計算4.1 簡介簡介 在接下來的幾個練習(xí)中，我們將針對軸對稱體的塑性成形問

23、題進行1/4建模。零件是軸對稱的，所以也可以進行2-D模擬，這里我們主要是想通過這樣的練習(xí)來闡述3-D模擬中的一些主要概念。 在軸對稱問題中，是不會有物質(zhì)穿過軸對稱面流動的。這樣在建模的時候就可以沿軸對稱面切開物體并規(guī)定在這些面上的節(jié)點只能沿面內(nèi)移動。在本練習(xí)中，我們通過對稱面上節(jié)點沿垂直于該面的流動速度置零來實現(xiàn)，下一個練習(xí)中，我們將學(xué)習(xí)另外一種方法。本練習(xí)的目的：本練習(xí)的目的： 導(dǎo)入模具和工件的STL格式的幾何圖形文件 給工件劃分網(wǎng)格 在相互正交的平面上施加對稱邊界條件 觀察的要點： 模具與工件以及對稱面交疊幾何關(guān)系的正確定義 對稱邊界條件的正確定義4.2 創(chuàng)建一個新問題創(chuàng)建一個新問題 1

24、新建一個BLOCK的同級目錄：SPK_SIM，并啟動DEFORM-3D; 2把問題名稱改為SPK_SIM，在DEFORM-3D系統(tǒng)窗口中點擊Pre Processor進入前處理。4.3 設(shè)置模擬控制參數(shù)設(shè)置模擬控制參數(shù)1在前處理控制窗口中點擊Simulation Controls按鈕 ，彈出的Simulation Controls窗口中，把模擬標(biāo)題改為SPK-SIM ，把Simulation Parameters中的Heat Transfer選項設(shè)置為Yes;2點擊Step按鈕，設(shè)置如下參數(shù)：3點擊OK按鈕返回。4.4 創(chuàng)建新的物體創(chuàng)建新的物體1點擊按鈕Geometry，然后選擇Import按

25、鈕，在彈出的讀取文件窗口中找到Spike_Billet.STL (./deform /3d/v40/LABS)并加載此文件。2在Objects窗口中點擊Insert Objects按鈕，在物體的列表中增加了一個名為Top Die的物體，并點擊按鈕Geometry-Import,導(dǎo)入Spike_TopDiel.STL。3同2，增加一個名為Bottom Die的剛性物體，導(dǎo)入Spike_BottomDie.STL4.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介在Objects窗口中，選中工件Workpiece，點擊Mesh按鈕；下面簡單介紹一下網(wǎng)格劃分問題(如果你比較著急，可以直接跳到4.6劃分網(wǎng)格):

26、在DEFORM 3D的前處理中，有三個標(biāo)簽：1Tool：最簡單的默認(rèn)劃分方式，只需設(shè)置單元數(shù)； 2. Detailed Settings：詳細的網(wǎng)格參數(shù)及劃分方式定義；3. Remesh Criteria：網(wǎng)格劃分設(shè)置，一般都取默認(rèn)值。其中的Detailed Settings比較常用，它包括兩個大的選項即系統(tǒng)網(wǎng)格(System Setup)和用戶設(shè)置(User Setup)。System Setup設(shè)置有四個標(biāo)簽，即General：設(shè)置絕對尺寸(Absolute)或相對尺寸(Relative) ，前者設(shè)置網(wǎng)格的絕對大小(Max / Min Element Size)，而后者設(shè)置的是單元的數(shù)量(

27、Number of Elements)。此外，還可以設(shè)置最大和最小單元的尺寸比值限制(Size Ratio)4.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介 2 ) Weight Factors(權(quán)重因子)：在一些高梯度地區(qū)，即應(yīng)變、應(yīng)變速率、溫度、幾何尺寸等變化比較劇烈的地區(qū)，網(wǎng)格需要細化，這里可以設(shè)置細化的比例因子。還有一個重要的設(shè)置就是網(wǎng)格密度窗口(Mesh Density Windows)因子，這個選項與后面介紹的網(wǎng)格密度設(shè)置有關(guān)，為了在一些地方設(shè)置更為細密的網(wǎng)格，光靠上面滑桿設(shè)置的幾個因子還不行，如果幾何體比較復(fù)雜，就需要用戶設(shè)置來調(diào)節(jié)網(wǎng)格密度的分配。將Mesh Density Window

28、s后的滑桿設(shè)為非0數(shù)字(一般最好設(shè)為1)，就可以啟動下面的標(biāo)簽Mesh Window了，在下面的標(biāo)簽所控制的窗口中，數(shù)字都是要乘以這個非0因子的。4.5 劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介劃分網(wǎng)格技術(shù)簡介 3) Mesh Windows：可以用矩形框和圓柱體框設(shè)置一些局部區(qū)域，這些區(qū)域的網(wǎng)格大小可以與前面整體設(shè)置的不一樣(一般情況下要細化)。如果前面選擇了Ralative，這里設(shè)置的系數(shù)就是指該處網(wǎng)格與整體網(wǎng)格尺寸的比值。如果前面選擇網(wǎng)格大小是Abeolute，這里可以設(shè)置局部網(wǎng)格的絕對大小。為了更好的適應(yīng)變形的需要，這個密度窗口還可以隨著變形體運動或獨立于變形體單獨運動。4.6 劃分網(wǎng)格 首先選擇Workpi

29、ece，然后點擊按鈕Mesh，進入Detailed Settings，在System Setup下選擇 Relative，并設(shè)單元的數(shù)量為10000 .4.6 劃分網(wǎng)格 接著點擊標(biāo)簽 Weight Factors，將Mesh Density Windows后的滑桿設(shè)為1,其他權(quán)重因子不變。4.6 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格接著點擊標(biāo)簽Mesh Window，在Windows區(qū)域內(nèi)，點擊按鈕Add，在屏幕的圖形顯示窗口左下方彈出一個小窗口，可以定義局部區(qū)域。在定義、調(diào)整Mesh Window時，必須注意是獲取點的狀態(tài)，不能是縮放觀察等狀態(tài)，可以先點擊按鈕4.6 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格定義一個Mesh Windo

30、w如圖所示：(對于本例來說，這樣的網(wǎng)格細劃可能意義不大，這里只是為了說明這個功能，用戶在分析具體的例子時，可以根據(jù)自己的需要調(diào)整。)4.6 劃分網(wǎng)格劃分網(wǎng)格設(shè)置Size Ratio of Elem Outside Window: 0.1 Mesh Window的移動速度設(shè)為跟隨workpiece點擊按鈕Surface Mesh然后選擇Solid Mesh完成網(wǎng)格劃分有時你會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格窗口沒有發(fā)揮作用，這有幾個原因，一個是Weight Factor中的因子設(shè)置為0；另一個是總體網(wǎng)格的數(shù)量太少；第三還可能是Mesh Win中定義的網(wǎng)格密度比例太大。4.7 定義熱邊界條件定義熱邊界條件這是一個1/4對

31、稱體的一部分，所以在分析中，要通過邊界條件的定義體現(xiàn)出來，因為我們要分析熱問題，所以制定一熱邊界條件即可。這一步操作不許是對已經(jīng)劃分網(wǎng)格的物體才能操作。選擇Workpiece，點擊按鈕BCC，彈出對話框，在BCC Type下選擇Thermal類中的 Heat Exchange with Environment 在選擇右面的按鈕Define，在彈出的窗口中，設(shè)置環(huán)境溫度為704. 7 定義熱邊界條件定義熱邊界條件關(guān)閉 Simulation Control窗口，在屏幕的左下角中出現(xiàn)的小窗口是為了選擇邊界面，在默認(rèn)的情況，點擊毛坯的上下和圓柱外面，然后點擊邊界參數(shù)定義窗口下面的按鈕在選擇上述三個面的

32、過程中，你可能不能在一個視角內(nèi)將三個面都能找到，必須要在 和 之間切換，前者通過旋轉(zhuǎn)角度，尋找邊界面，后者保證能夠用鼠稱選擇。在選中Workpiece的前提下，點擊按鈕 設(shè)定毛坯的初始溫度為20004. 8 定義毛坯的材料定義毛坯的材料1. 在物體列表窗口中選擇Workpiece 2在前處理控制窗口中，點擊Material Properties按鈕 3在材料屬性窗口中，點擊標(biāo)簽Library，選擇System Library-Steel-AISI 1025(1800-2200F)(1000-1200C)4點擊按鈕4.9 劃分模具的網(wǎng)格劃分模具的網(wǎng)格 1選中上模Top Die，然后再選擇按鈕 2

33、在默認(rèn)的情況下，點擊按鈕 3選中上模Top Die ，然后再選擇按鈕 4. 在默認(rèn)的情況下，點擊按鈕4.10 定義模具的材料定義模具的材料1在物體列表窗口中選擇Top Die 2在前處理控制窗口中，點擊Material Properties 按鈕 3在材料屬性窗口中，點擊標(biāo)簽Library，選擇System Library Die Material-Carbide(24% Cabalt )4點擊按鈕 選擇Bottom Die, 重復(fù)1-4操作4.11 定義模具的熱邊界條件選擇Top Die，點擊按鈕BCC，然后選擇Thermal-Exchange with在屏幕的左下角中出現(xiàn)的小窗口是為了選擇

34、邊界面，在默認(rèn)的情況，點擊Top Die的上下和圓柱外面，然后點擊邊一數(shù)定義窗口下面的按鈕。選擇Bottom Die，作如上所述的相同操作，選擇Bottom Die的上下和圓柱面。在選擇上述三個面的過程中，你可能不能在一個視角內(nèi)將三個面都能找到，必須要在 和 之間切換，前者通過旋轉(zhuǎn)角度，尋找邊界面，后者保證能夠用鼠標(biāo)選擇。4.12 定義毛坯和模具接觸關(guān)系定義毛坯和模具接觸關(guān)系1在前處理控制窗口的右上角點擊Inter object 按鈕，會出現(xiàn)一個提示，選擇Yes 彈出Inter Object窗口。2定義物間從屬關(guān)系，點擊按鈕Edit 在Constant后選擇 Free resting ，模具和

35、毛坯之間的熱傳遞系數(shù)自動設(shè)為0.00033. Close返回上一級窗口，點擊按鈕這個操作的意義是將Top Die-WorkPiece的接觸關(guān)系直接等效到Bottom Die -Workpice的關(guān)系上。4最后不要忘記在Inter-Object窗口中點擊按鈕4.13 調(diào)整毛坯和模具位置調(diào)整毛坯和模具位置前面定義了毛坯和模具的接觸關(guān)系，但在幾何上還沒有實現(xiàn)，所以必須通過Object Positioning功能將它們接觸上。這主要是為了節(jié)省時間，將模具與毛坯接觸的過程省略。在前處理控制窗口的右上角點擊Object Positioning按鈕 的窗口。會彈出新的窗口1)首先選擇Interface，這個

36、功能能夠?qū)蓚€物體自動接觸上；2)選擇Position object(要移動的物體) : Top Die3)選擇 Reference(參照物) : Workpiece4)選擇 Approach Direction 為“-Z”5)選擇“Apply” 6)選擇 Position object(要移動的物體) : Bottom Die 7)選擇 Approach Direction 為“Z”8)選擇“Apply”參見下頁示意圖4.13 調(diào)整毛坯和模具位置4.14 保存保存KEY文件，生成數(shù)據(jù)文件，生成數(shù)據(jù)DB文件文件選擇File-Save存盤，保存KEY文件，這是為了保存前面所作的操作，這是一個文本

37、文件，相當(dāng)于數(shù)據(jù)卡。為了讓后面的程序能夠調(diào)用前處理的設(shè)置，需要生成數(shù)據(jù)文件。4. 15 退出前處理，進行計算退出前處理，進行計算 選擇File-Quit退出前處理程序。 在DEFORM 3D的主窗口中，選擇Run，進行計算。 在計算過程中，可以查看計算的進程信息，如果在一個運算時間較長的算例中，你想通過后處理觀察結(jié)果。可以通過以下方式進行。 將工作目錄下的文件FOR003給一個擴展名為DB的名字，在后處理就可以觀察部分接過了。規(guī)模較小的計算就不必這樣了。4.16 后處理后處理在DEFORM3D的主窗口選擇Post process Deform3d Post進入后處理。選擇Variable為 T

38、emperature，為了清晰起見，選擇單獨顯示一個物體的方式， 分別選中Wockpiece, Bottom Die，觀察在不同時間步的溫度分布。由于Top Die與工件接觸面積很小，所以溫度幾乎沒變。4.17 后處理后處理 溫度場溫度場練習(xí) 05 1/4模型的建模 熱鍛成形模擬5.1打開原來的數(shù)據(jù)文件打開原來的數(shù)據(jù)文件找到練習(xí)04中的數(shù)據(jù)文件SPK_SIM.DB，選中打開 Preprocess，進入前處理，對于一個已經(jīng)進行計算過的數(shù)據(jù)文件，在前處理打開時，會提示輸入那個時間步，如果是在原來的基礎(chǔ)上接著計算，可以選擇最后一步，如果想重新進行前處理，選擇第一步。如有其他用途，選擇其中的任何一個時

39、間步。5.2 改變模擬控制參數(shù)改變模擬控制參數(shù)點擊按鈕 進入前處理的模擬控制參數(shù)設(shè)置窗口。將Simulation Title改為SPIKE_ forming，將Deformation選項打開。5.2 改變模擬控制參數(shù)改變模擬控制參數(shù) 選擇Step，進行如下的設(shè)置。然后關(guān)閉模擬參數(shù)設(shè)置窗口5.3 定義毛坯速度邊界條件定義毛坯速度邊界條件選中Workpiece，然后選擇BCC按鈕，進行速度邊界條件的設(shè)置。 因為這是一個關(guān)于Y-Z和X-Z平面對稱的物體。所以分別選擇兩個對稱面，然后點擊按鈕5.4設(shè)置毛坯和模具的摩擦系數(shù)設(shè)置毛坯和模具的摩擦系數(shù)選擇按鈕Inter Object，然后將模具和毛坯的摩擦系

40、數(shù)設(shè)為Hot Forming (Lubrication )，即摩擦系數(shù)為0.3。同時需要將原來模具與毛坯的熱傳遞系數(shù)的Free Resting改為Forming方式(Edit_Thermal_constant),即熱傳遞系數(shù)由0.003改為0.004.最后不要忘記點擊按鈕 General All5.5 改變上模的速度改變上模的速度 在成形階段，模具需要運動，所以要改變Top Die的速度。 選中Top Die，點擊Movement按鈕，speed大小設(shè)為2 in/sec，方向為-Z5.6 生成數(shù)據(jù)文件，進行模擬生成數(shù)據(jù)文件，進行模擬 1保存KEY文件 2生成DB數(shù)據(jù)文件 3退出前處理 4進行模

41、擬Run5.7 后處理后處理 在后處理中你會發(fā)現(xiàn)，這個模擬一共有80 步，每隔5步保存了一次。其中51-80是成形過程， 1-50是散熱過程。如果你想分析成形變量，需要在50之后。以下是第80步的溫度場和等效應(yīng)變場。練習(xí)練習(xí) 0606 正方環(huán)的鍛壓模擬 (斜約束處理)5.1 簡介簡介在本例中，我們將進行正方環(huán)的鍛壓模擬。對于對稱問題，在建模的時候應(yīng)該充分利用對稱性的特點，截取能充分表達模型特點的最小部分，例如在練習(xí)04中，我們截取的是1 / 4模型，而在本例中，只需要截取1 /16模型即可。在上個練習(xí)中，施加對稱邊界條件的對稱面均落在坐標(biāo)面上(即XY面、YZ面及XZ面)，但在很多場合(如本例中的正方環(huán))對稱面并不落在坐標(biāo)面上，而僅僅是任意平面，對于這類問題就不能用練習(xí)04中的方法，本例中將通過引入一個剛體平面作為輔助面來實現(xiàn)對稱邊界條件的施加。另外將在練習(xí)中繼續(xù)強化物體間正確層疊關(guān)系設(shè)置的概念。5.2 引入毛坯和模具幾何模型并劃分網(wǎng)格引入毛坯和模具幾何模型并劃分網(wǎng)格在BLOCK、SPK_SIM的同級目錄下新建一個問題名稱，改為SQRING，進入前處理 PreProcessor。1通過Geometry ImPort引入Workpiece(該文件所在位置為deform/3d/v50/labs/SquareRing_Billet.STL); 2通過Mesh，將單元數(shù)改為