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DEFORM-3D_使用手册【英文版】(图例)

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摘要:

本文为 DEFORM-3D 完整实操教程,系统讲解软件各类仿真流程与操作要点。内容涵盖方块锻压、方环成形、热锻转运与保温、多锤锻造、模具应力分析等经典案例,同时介绍连杆、齿轮座等工业基准件模拟及锻轧专用向导用法。教程分步演示模型导入、网格划分、材料赋值、边界与摩擦设置、运动参数定义、仿真提交等前处理操作,详解分步仿真、多工序接续、模具更换的设置方法,以及载荷、应变、温度、应力等结果的后处理查看与分析。还对比了绝对 / 相对网格优劣,说明求解器、并行运算、单位适配等实用技巧,内容全面、步骤详实,可指导使用者开展各类金属塑性成形、传热及模具力学仿真。


DEFORM TM-3D Tutorials

image.pngimage.png

1. BLOCK PRE-PROCESSING

    1.1. Creating a New Problem

    1.2. Setting Simulation Controls

    1.3.  Loading Object Data

    1.4. Display Manipulation

    1.5. Point Selection

    1.6. Other DISPLAY Window Buttons

    1.7. Saving the Problem

    1.8. Exiting DEFORM-3D

1.   BLOCK Pre.Processing

1.1.  Creating a New Problem

On a unix machine, type DEFORM3 to open DEFORM™-3D.  On a Windows machine, go to the  image.pngbutton and select DEFORM-3D from the menu.  The DEFORM-3D MAIN window will appear, as shown below.

image.png

Create a new problem by either selecting File → New Problem or by clicking the New Problem   image.png icon.  The PROBLEM SETUP window will appear.  Accept the default setting of opening a new problem using the DEFORM-3D pre-processor (and not one of the wizards) by clickingimage.png

image.png

Click  image.pngto define the location of the new problem ’Under DEFORM Problem directory’.

image.png

In the field for Problem Name, call the problem Block and click image.png .

image.png

The DEFORM-3D Pre-processor will open.  The Pre-processor is divided into several distinct sections - namely the DISPLAY window, the Object Tree and Object Data.  There is also a row of icons along the top of the screen.  These icons will be described as they are encountered in the labs.  The most important of the icons are the ones located at the top right.  Due to their importance, a brief description of each is given:

image.png

image.png

1.2.  Setting Simulation Controls

Click on the image.png icon to open the SIMULATION CONTROL window.  Change the Simulation  Title to Block.  Make sure that the Units are set to English and that Deformation is activated (has a checkmark next to it).  Click the image.png button when finished.

image.png

1.3.  Loading Object Data

Add an object to the problem by clicking the Insert object  image.pngbutton at the bottom of the Object Tree.   hange the Object Name from Object 1 to Block and clickimage.png  .  Set the Object Type to Plastic.

Within DEFORM, the surface definition of an object is referred to as it’s geometry.  To import

the object’s geometry, clickimage.png  and then the  image.pngbutton.

The most common type of file for importing geometry into DEFORM-3D is the stereolithography (.STL) file.  The geometry for the Block is located in the file Block_Billet.STL in the DEFORM3D\V5.0\Labs directory.  Once you have found and selected this file, click the  image.pngbutton to import the geometry into DEFORM.  The geometry of a rectangular block should now be visible in the DISPLAY window.

Now that a surface geometry has been defined for the Block, a finite element mesh can be generated for the object.  Click on the       image.png            button to bring up the Meshing Controls.  Click on theimage.png  button to see what the surface mesh looks like when using the default mesh settings.  The surface mesh that is created looks good, so click the image.png button to finish the meshing process.  When the meshing is complete, the object should have almost 5000  elements (which can be seen either in the Object Tree or in the Summary section of the Meshing Controls).

image.png

1.4.  Display Manipulation

Functions that manipulate the DISPLAY window (such as Pan, Zoom, Magnify, and Rotate) can be activated using icons at the top of the Pre-processor window.   These functions also have easy keyboard/mouse combination hotkeys that allow the user to quickly perform these functions without any excessive button clicking.  Once you have read about these functions, feel free to use them to manipulate the view of the Block in the DISPLAY window.

image.png

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1.5.  Point Selection

Any point on an object in the DISPLAY window can be selected to obtain the corresponding data for that point.  Also, distances can be measured either between two points on one object or  between two points on different objects.

image.png

1.6.  Other DISPLAY Window Icons

The following icons are also used when viewing objects in the DISPLAY window:

image.png

image.png

1.7.  Saving the Problem

This is a good point to save your data.  To save the data to a keyword file, either select File → Save or click the Save  image.pngicon.  The information will be saved in a file called Block.KEY.

1.8.  Exiting DEFORM.3D

If you are continuing on to Lab 2, it is not necessary to exit DEFORM-3D.

If you are not continuing on to Lab 2, click the Exit image.png icon.

Once you are back in the MAIN window, you can exit DEFORM-3D by selecting File → Quit or

by clicking image.png .  When asked whether you want to quit, click  image.png.


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MeshingACTDeformUM模具材料
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首次发布时间:2026-06-15
最近编辑:2月前
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DEFORM 和CAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用

DEFORM - 2D 和DEFORM - 3D CAE 软件在模拟金属塑性变形过程中的应用林新波(上海交通大学 塑性成形工程系,上海 200030)摘 要:介绍了塑性变形有限元分析软件 DEFORM 的模块结构,并通过实例分析介绍了此软件在应力 、应变分布、载荷计算、点的跟踪、模具填充、缺陷分析和缺陷预防等方面的应用。关键词:DEFORM 软件: 有限元分析;塑性变形中图分类号:TG113.25 + 3 文献标识码:AAbstract : In (his paper , the nodule structure ot* DEFORM is described sinply. Some typical applications are an alyzed to dennnstrate the feasibility of DEFORM in simulating nietal plastic deformation such as the distribution of effective stress and effective strain ,calculation of load- stroke , tracing of point ,fill of nnuld, an alysis and prevention of defect.Key words : DEFORM software ; FEM ana lysis;plastic deformation0 引言最近几年 .随着计算科学的快速发展和有限元技术应用的日益成熟 ,CAE技术模拟分析金 属在塑性变形过程中的流动规律在现实生产中得到愈来愈广泛的应用。6E技术的成功运用,不仅大大缩短了模具和新产品的开发周期 .降低了生产成本 .提高企业的市场竞争能力 ,而且有利于将有限元分析法和传统的实验方法结合起来 ,从而推动模具现代制造业的快速发展1 DEFORM 系统简介DEFORM(Design environment for tbmiing) 是由美国Battelle Cblumbus 实验室在八十年代早期 着手开发的一套有限元分析软件。早期的DEFORM - 2D 软件只能局限于分析等温变形的平 面问题或者轴对称问题。随着有限元技术的日益成熟 QEP0RM 软件也在不断发展完善,目 前 DEFORM 软件已经能够成功用于分析考虑热力耦和的非等温变形问题和三维变形(DH FORM - 3D) .此外,DEHDRM 软件可视化的操作界面以及强大而完善的网格自动再划分技术, 都使 DEFORM 这一商业化软件在现代工业生产中变得愈来愈实用而可靠。2 DEFORM 软件的模块结构DEPORM- 2D 和 DEFORM - 3D 的模块结构基本相同 .都由前处理器、模拟处理器和后处理器三大模块组成 ,不同的是 DEPDRM- 2D 自身可以制作简易的线框模具 .DEFORM- 3D 不具备实体造型能力,但它提供一些通用的 CAD 数据接口 .如 IGES 和 S1L 接口。2.1 前处理器前处理器包括三个子模块⑴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、冲头行程以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。2.2 模拟处理器真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的,DERDRM 运行时 ,首先通过有限元离散化将平衡方程 、本构尧系和边界条件转化为非线形方程组.然后通过直接迭代法和 Neuton -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。2.3 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、文字混编的形式。可获取的结果可为每一步的(1)有限元网格(;2)等效应力 、等效应变以及破坏程度的等高线和等色图; 速度场:⑷温度场; 压力行程曲线等。此外用户还可以列点进行跟踪 .对个别点的轨迹、应力 、应变 、破坏程度进行跟踪观察 .并可根据需要抽取数据。3 DEFOM - 2D 和 DEFORM - 3D 实例分析3.1 徽粗为了评估DEFORM - 2D 和DEFORM - 3D 的计算结果 ,现将一徽粗过程分别在2D 与 3D 平台上进行模拟计算,虽然在网格划分上有些不同 .但两者在材料流动、应力 、应变分布、行程载荷方面的计算结果都显得十分吻合。图 1 ,2 和图 3,4 分别为圆柱在DERORM - 2D 与 DEFORM - 3D 平台上的网格变形图(圆柱起始高度 叩1)为 30,徽粗后 叩50)为 15).图 5,6 为应力分布等高线 周7,8 为应变分布等高线 .图 9 为各示意图等高线数据 .将图示形状和数据大小进行比较,如图 5 对应等高线 I数值为 1.7878,图 6 对应等高线B 数值为 1.7440,其结果非常接近。图 10 为 1/4 圆柱在3D 平台上的压力行程曲线,从图示可得最大载荷约为 6. 8t.图 11 为整个圆柱在 2D 平台上的压力行程曲线 .图示可得最大载荷约为 28t ,约为前者的 4 倍 .整个计算结果的比较都显得非常接近。3.2 点的跟踪与缺陷分析下面实例为一铝件的正向挤压模拟,实际生产中 .当变形量达到一定的程度 .在零件后端中心会出现凹状缩孔。图 12 以有限元网格的形式显示了挤压过程中金属的流动情况 .在难变形区,网格会自动 进行重划分 ,在图示中可以明显观察到网格的畸变和重划分情况 ,整个变形过程共进行了 12 次网格自动重划分。 图 13 则对配料表面三个点进行点的跟踪 ’当变形量达到一定程度时,可以明显观察到表面上的点开始向中心转移 .从而导致凹状缩孔的形成,从点的移动情况可以看出 .适当地控制变形量可以阻止缺陷的形成。3.3 极爪零件的温徽成形极爪是汽车发动机电极零件 .它的成形过程:首先将一圆形坯料温徽成形获取枝丫状毛坯,然后对枝丫进行剪切和弯曲 ,获取最终产品,其中 .将枝丫尺寸锹挤到位是成形的关键。由于变形体有 6 个爪 .且形状对称 .故只选取工件的 1/12 进行模拟。成形材料:08F 钢,初始坯料尺寸:如. 4mm X21.6mni,冲头速度:120mm/ s ,温度 :700 ℃,摩擦系数:0.15 0初始网格如图 14,它是由 DEPORM- 3D 自动生成的四面体单元网格,对变形剧烈的区域预先实行网格局部细化分,该网格包括 1 406 个节点和 5 678 个单元。从变形过程网格的重划分情况(如图 15,16)可以看出 .材料的难变形区在模具的入口处, 在此处材料发生剧烈变形 .离开入口处后 .材料变形趋向均匀 .网格分布也比较均匀。另外 ,对毛坯变形过程的破坏程度进行分析 ,发现靠近枝丫末端处破坏因子较大且呈层状分布(如图 ,说明变形过程中 .上层的金属流动较下面的快.结果在金属内部形成拉应力 .随着变形程 度的加剧,拉应力增大 .破坏程度也随着增大 ,但是破坏因子的数值比较小,在 D 等高线处数值仅达到0.0760,尚不会引起裂纹。4 结论利用类似 DETORM 等有限元软件 .模拟分析金属的流动规律 .有利于帮助设计人员优化工艺参数和模具设计 .减少模具的前期开发费用 .其健壮而有效的有限元代码,方便而可行的前后模拟处理器,以及现在愈来愈快的工作站都大大减少了设计人员的工作量 ,从而有利于缩短模具的设计开发周期。但是 ,对于一些复杂的工艺过程进行模拟时 .模拟.过程的计算量会很大.可达凡个星期甚至几个月 .有时这种模拟是很不经济的.为此 .可根据实际需要对模拟过程做适当的简化,以期在较短的时间内获取所需的主要信息。下面一些假设是在有限元模拟中常用的一些简化方法。(I) 用等温变形代替非等温变形。这种假设能够获取基本数据 .常用于变形过程对温度变化不非常敏感的材料,如碳素钢等;另外,也适用于变形速度比较快 .模具冷却效果不明显的场合 ,如机械压力机锻造或者螺旋压力机锻造等。(2) 忽略模具上一些次要的几何特征。例如 ,忽略零件上定位槽的几何形状 ,不会对金属的流动产生明显的影响.但是 .这种简化却能大大减少计算时间以及网格重划分的次数。(3) 确定适当的网格数目 ,合理的分配网格密度。网格数目过多或者过少都不利于有限元的模拟计算 ,可根据零件变形情况 ,适当的预设定网格数目,并对变形剧烈的区域预先实行细划分 .可大大减少计算时间。显而易见 .为了保证模拟过程的不间断性 .网格的自动划分与再划分技术 .网格密度分布的自动优化技术 ,以及新旧网格间数据的自动传递技术在有限元代码中是必需的。参考文献:[ 1 ] laylan Altan,Markus Knoerr. Application of the 2D Rnite Bement Method to Simulation of Cbld - Fbrgjng Piucesses[J ]. Journal of Materials Pressing Technology ,1992 ,35 :275~302.免责声明:本页面/内容部分素材来源于互联网公 开 信 息,旨在传递更多信息,不代表本平台立场。版权归原作者或机构所有,如涉及侵权,请通过平台联系我们,我们将在核实后第一时间处理。本平台对转载内容的真实性、准确性不作任何保证,用户需自行判断并承担使用风险。

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