長方坯鍛壓成型模擬分析報告.

下面是小編為大家整理的長方坯鍛壓成型模擬分析報告.（2022年）,供大家參考。

《材料成型軟件應用》

　課程上機報告之三

　題目：長方坯鍛壓成型模擬分析報告

　專業：材料成型及控制工程

　班級：
2014

　學號：
2014

　姓名：

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　一、問題描述

　如圖 1 所示長方坯工件在室溫下長方體坯料進行鍛壓操作并分析應力應變、位移變化情

　況：

　圖 1

　已知該長方坯工件由上下模長寬高分別為8、6、2 長方體和一個長寬高為2、4 、8 的長

　方體組成；
溫度是在室溫下68°F；
材料為模具鋼“AISI1035,COLD ”。

　二、問題分析

　在室溫下對長方坯工件進行鍛壓模擬，劃分10000 個網格，上模運動下模靜止的方式，

　設定上模運動速度為每秒2，鍛壓成型模擬一共分為30 步。

　首先要模擬計算過程創建新問題創建新問題，設置模擬控制參數，加載模擬對象數據其

　中包括模型導入，網格劃分，設置材料屬性，添加上下模的移動還有設置溫度，最后對模型

　進行數據分析。

　三、模擬計算過程

　1、創建新問題：
打開工作界面， 單擊 File | NewProblem ，選擇 DEFORM-3Dpre-processor ，單擊 Next，輸入文件名為“ block ”，單擊 Finish ，進入前處理界面，如圖 2 圖 3 所示：

　1

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 2

　圖 3

　2、設置模擬控制參數：單擊，進入控制界面，將標題改為“block ”，確保在英制的環境下，如圖4 所示：

　圖 4

　3、加載模擬對象數據：

　3.1.模型導入：單擊兩次，將 “ Workpiece的”標題改為 “block”，單擊Change，選中

　“block”，如圖 5 所示：

　2

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 5

　在操作顯示區單擊，進入幾何模型，單擊“Import ，”在安裝位置中：C |

　DEFORM3D | V10.0 | 3D | LABS（ C 為安裝硬盤） ，選擇 “Block_Blillet.STL ，在”工作窗顯示如圖6圖 7所示：

　圖 6

　3

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 7

　3.2.網格劃分：單擊，在 “ Number of Element 中輸”入 10000，將實體網格劃分為

　10000 個網格，如圖8 所示：

　圖 8

　單擊預覽一下， 在確認無誤后單擊，生成網格如圖9 所示：

　圖 9

　4

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　單擊，查看最小邊長數值，如圖10 所示：

　圖 10

　4、設置材料屬性：
選擇 “block ”，在 Genenral 控制菜單中單擊，選擇 Steel | AISI-1035 ，

　COLD [(70-400F(20-200C)]，如圖 11 所示：

　圖 11

　單擊 “Load即”可添加材料，將會在樹狀顯示區顯示如圖12 所示：

　圖 12

　5.添加上模：選擇“ Top Die ”，單擊，進入幾何模

　5

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　型，單擊 “Import ，”在安裝位置中：
X | DEFORM3D | V10.0 | 3D | LABS （X 為安裝硬盤），選擇“Block_TopDie.STL ”.

　6.添加下模：選擇“ Bottom Die ”，單擊，進入幾何模

　型，單擊 “Import ，”在安裝位置中：
X | DEFORM3D | V10.0 | 3D | LABS （X 為安裝硬盤），選擇“Block_BottomDie.STL如”圖. 13 所示：

　圖 13

　7、設置上下模的移動：在此次模擬中， 上模向下運動， 給物體施加壓力。

　選擇 “ Top Die，”

　單擊，類型選擇 “Speed”以， 1in/sec 的速度向 -Z 方向移動。如圖14、 15 所示：

　圖 14

　6

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 15

　8、設置作業溫度：由于一些應力與溫度的變化有關，故需要設置作業溫度，本次模擬

　式在室溫下進行， 溫度為 20℃，或者英制為68°F。設置溫度時， 選擇 “Block，”單擊，

　單擊 Assign temperature 設置溫度，如圖16 所示：

　圖 16

　9、設置模擬條件：單擊，進入控制頁面，選擇，從 -1 步開始，共運行30

　步，每部增長為3，運行的對象是上模，其中，其數值是最小邊長數值的1/2.如圖 17 所示：

　7

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　圖 17

　10、添加接觸關系：單擊，在彈框中單擊YES，彈出設置界面，選中

　，單擊如圖 18 所示：

　圖 18

　在彈框中選擇，單擊倒三角標，

　選擇 “Coldforming（Steel）”，關閉彈窗。在設置界面單擊，使

　下模數據和上模相同，再單擊，生成最適合公差，單擊，完成設置。

　11、生成數據：單擊，在彈框中選擇check，開始檢查是否可以生成數據。當出現

　如圖 19 所示時，數據生成成功，單擊Generate，生成 “BLOCK.DB”文件。

　8

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　圖 19

　12、保存并退出前處理界面：保存后單擊，選擇 YES退出前處理界面進入工作界面。

　13、開始計算：
從前處理界面退出后會進入如圖20 所示 Deform 界面，選擇 “ BLOCK.DB，”

　單擊界面右部分Simular | Run ，開始計算。

　圖 20

　14、后處理：計算完成后單擊界面右下角Post Processor | Deform-3D Post ，進入后

　處理界面如圖21、22 所示：

　9

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 21

　圖 22

　15 觀察 “ Strain-Effective ：單”擊，選擇 “ Strain-Effective ，單”擊

　Apply，如圖 23 所示：

　圖 23

　單擊，即可觀看到受壓的情況。

　如圖 24 所示為第30 步的受力情況

　10

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 24

　16、.顯示工件尺寸：指向工件單擊鼠標右鍵，選擇“ Show Dimension，將”在后處理工作

　窗中顯示所有尺寸。如圖25 所示：

　圖 25

　17、觀察單個物體受壓的情況：在后處理界面右部分操作框中選擇，即可觀察取出上下

　模之后的受壓情況。如圖26 所示：

　11

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 26

　18、觀察工件的應變變化圖：單擊Graph，選擇操作如圖27 所示：

　圖 27

　即可在后處理工作窗中顯示應變曲線圖，如圖28、 29 分別為 X 方向和 Y 方向的應變變

　化曲線

　12

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 28

　圖 29

　四、模擬結果分析

　1、等效應變分析：單擊Summary，選擇 Deformation ，如圖 30、 31 所示：

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　圖 30

　圖 31

　單擊， 選擇 Deformation ， Strain-Effective ，生成等效應變圖，如圖 32 所示：

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　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 32

　2、等效應力分析：

　單擊 summary，選擇 Deformation，單擊 Stress，選擇 Effection ，生成等效應力曲線，

　如圖 33 所示：

　圖 33

　單擊，選擇 Stress， Effective，生成等效應力圖，如圖34 所示：

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　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 34

　3、點追蹤：單擊，在長方體坯料上選擇寄個有代表性的九個點，選擇Next，將會在后

　處理窗口顯示 9 個點的受壓變化曲線， 當進行受壓演示時， 可在曲線上觀察到所選點的受力情況如圖 35、 36、 37 所示：

　圖 35

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　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 36

　圖 37

　4、力—行程曲線：單擊，選擇 stroke , 點擊 ok ，如圖 38、39 所示：

　17

　上機報告之三：DEFORM塑性實例 —長方坯鍛壓成型模擬

　圖 38

　圖 39

　五、分析結論

　由等效應力變化曲線可以看出，等效應力在不斷增大，應力在極短的時間內就達到了很

　高的值，隨后應力值增長變得比較緩慢。

　從等效應力曲線以及等效應力圖可以看出該工件接觸上下模表面邊緣部分應變比較大，

　而工件的中心部分比較難變形；
工件在受壓的情況下，變形的位移方向向側面擴展的，位移

　方向的變化量由上模到下模逐漸減小，因此工件的變形有點鼓形。若工件發生失效時，在這

　個部位是最先發生的；

因為工件的下模是靜止的， 運動的是上模， 所以工件與下模接觸部分變形位移量小，而與上模接觸部分位移量大，由上到下逐漸減小。

　點的追蹤過程中在長方坯工件上一共選了不同位置的九個點，從最后點追蹤受壓變化情

　況曲線中可以看出在剛開始階段每個點的所受到的力是一樣的，但是隨后各個點的受力狀況

　變得不一樣。由力-行程載荷曲線可以看出，曲線也是分兩個階段上升，第一階段為彈性變

　形階段， 行程變化小而載荷力變化大；
第二階段為塑性變形階段，在壓縮變形過程中產生了

　加工硬化，使其變形抗力增加，故載荷力繼續增加，行程變化減小。

　六、總結

　在這次 DEFORM上機實驗前我認真的學習了上機課件中DEFORM-3D實例手冊，做好課

　前的準備因此比較順利的完成了這次上機實驗?；菊莆樟死肈EFORM-3D建模的基本步

　驟，學會對 DEFORM-3D模擬的數據進行分析，通過實驗最后的模擬結果分析還了解了長方坯工件在室溫下的受壓應力、應變、位移變化情況。

　DEFORM建模相對于ANSYS比較起來要簡單，操作步驟沒有那么繁瑣，而且在deform

　的后處理中可以進行點追蹤，不僅可以追蹤到點的位置而且可以追蹤到這些位置的參數；
還

　有就是目標分割， 可用來切割物體可以很清晰的查看物體內部不同的狀態參數等等，這些后

　處理操作可以讓我們更加透徹的了解建模的模擬結果以便更好的建模和選擇材料等。

　這個軟件是先建立模型保存再進行模型導入，這可以反復的對同一個模型進行多次的模

　擬結果后處理操作，我個人覺得這一點要比ANSYS軟件做的好。然而在結論分析中并沒有

　很深入去分析， 這是自己在這次實驗中的不足。

　希望以后能夠更加細致去上機操作學好這個軟件。

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