DEFORM基本操作指南.ppt

DEFORM-3D DEFORM-3D v6.1v6.1 基本操作指南基本操作指南 材料科学与工程系 2010年4月 DEFORMDEFORMDEFORMDEFORM系列软件是由美国的科学成形技术公司系列软件是由美国的科学成形技术公司系列软件是由美国的科学成形技术公司系列软件是由美国的科学成形技术公司（Science Forming Technology CorporationScience Forming Technology CorporationScience Forming Technology CorporationScience Forming Technology Corporation）开发的。）开发的。）开发的。）开发的。该系列软件主要应用于该系列软件主要应用于该系列软件主要应用于该系列软件主要应用于金属塑性加工金属塑性加工金属塑性加工金属塑性加工、热处理热处理热处理热处理等等等等工艺数工艺数工艺数工艺数值模拟值模拟值模拟值模拟。目前，。目前，。目前，。目前，DEFORMDEFORMDEFORMDEFORM软件己经成为国际上流行的金属软件己经成为国际上流行的金属软件己经成为国际上流行的金属软件己经成为国际上流行的金属加工数值模拟的软件之一。主要软件产品有：加工数值模拟的软件之一。主要软件产品有：加工数值模拟的软件之一。主要软件产品有：加工数值模拟的软件之一。主要软件产品有：DEFORM-2DDEFORM-2DDEFORM-2DDEFORM-2D（二维）（二维）（二维）（二维）DEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3D（二维）（二维）（二维）（二维）DEFORM-HTDEFORM-HTDEFORM-HTDEFORM-HT（热处理）（热处理）（热处理）（热处理）DEFORM-PCDEFORM-PCDEFORM-PCDEFORM-PC（微机版）（微机版）（微机版）（微机版）DEFORM-F2 DEFORM-F2 DEFORM-F2 DEFORM-F2（2D2D2D2D简化版本）简化版本）简化版本）简化版本）DEFORM-F3 DEFORM-F3 DEFORM-F3 DEFORM-F3（3D3D3D3D简化版本）简化版本）简化版本）简化版本）DEFORM系列软件简介 DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程，可以帮助工程师和设计人员：1、设计工具并模拟工艺流程，减少昂贵的现 场试验成本；2、提高模具设计效率，降低生产和材料成 本；3、缩短新产品的研究开发周期。DEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3D是一套基于是一套基于是一套基于是一套基于工艺模拟系统工艺模拟系统工艺模拟系统工艺模拟系统的有限元系统的有限元系统的有限元系统的有限元系统（FEMFEMFEMFEM），专门设计用于分析各种金属成形过程中的三），专门设计用于分析各种金属成形过程中的三），专门设计用于分析各种金属成形过程中的三），专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维（维（维（维（3D3D3D3D）流动，提供极有价值的工艺分析数据，及有关）流动，提供极有价值的工艺分析数据，及有关）流动，提供极有价值的工艺分析数据，及有关）流动，提供极有价值的工艺分析数据，及有关成形过程中的材料和温度的流动。成形过程中的材料和温度的流动。成形过程中的材料和温度的流动。成形过程中的材料和温度的流动。DEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3D可以应用于金属成形的冷加工、热加工等工可以应用于金属成形的冷加工、热加工等工可以应用于金属成形的冷加工、热加工等工可以应用于金属成形的冷加工、热加工等工 艺。艺。艺。艺。DEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3DDEFORM-3D的典型应用：的典型应用：的典型应用：的典型应用：拉深、锻造、挤压、压塑、冷拉深、锻造、挤压、压塑、冷拉深、锻造、挤压、压塑、冷拉深、锻造、挤压、压塑、冷 镦、机加工、轧制、开坯、镦锻等。镦、机加工、轧制、开坯、镦锻等。镦、机加工、轧制、开坯、镦锻等。镦、机加工、轧制、开坯、镦锻等。（更多相关应用请见（更多相关应用请见（更多相关应用请见（更多相关应用请见）DEFORM-3D简介说明：1、DEFORM-3D软件不支持中文，因此文件夹及其模型文件中不能出现中文，否则无法读取。2、DEFORM-3D不具备三维造型功能，所以该软件所用模型均在其它三维软件中建立。3、DEFORM-3D软件操作环境的坐标与Pore、UG软件中默认的坐标系相同。所以在创建模型的时候最好把位置关系安排好，这样调进来的模型比较容易调整。4、使用有限元软件时，要养成分析每个问题创建新的文件夹的习惯。因为打开DEFORM-3D软件，其默认安装目录下会自动生成一文件夹，所作模拟都会放置在该文件夹下，不便于管理。金属塑性成形的前处理金属塑性成形的前处理 DEFORM-3D软件的模块结构是由前处理器、模拟处理器、后处理器三大模块组成。前处理是有限元分析的主要步骤，它所占用的操作时间占到用户操作时间的80%，有很多定义都是在前处理阶段进行的。前处理主要包括(步骤)：1、几何模型建立或导入 2、网格划分 3、材料定义 4、物体的接触和摩擦定义 5、模拟参数的设定 6、数据库文件的生成一、几何模型建立或导入一、几何模型建立或导入 在DEFORM-3D软件中，不能直接建立三维的几何 模型，必须通过其他CAD/CAE软件建模后导入到系统中。目前，DEFORM-3D的几何模型接口格式有：1.STL:几乎所有CAD软件都有这个接口，它是通过一 系列的三角形拟合曲面而成。2.UNV:SDRC公司（现合并到EDS公司）软件IDEAS的三维 实体造型及有限元网格文件格式，DEFORM接受其 划分的网格。3.PDA:MSC公司的软件Patran的三维实体造型及有限 元网格文件格式。4.AMG：这种格式DEFORM存储已经导入的几何实体。.stl.stl格式文件的生成格式文件的生成Pore软件建模完成后以.stl格式保存副本，然后 将“偏差控制”中的“弦高”和“角度控制”两个参数设为“0”后便可生成。UG软件建模完成后可以直接以.stl格式形式文件导出。二、网格划分二、网格划分 DEFORM软件是有限元系统（FEM），所以必须对所分析的工件进行网格划分。在DEFORM-3D中，如果用其自身带的网格剖分程序，只能划分四面体单元，这主要是为了考虑网格重划分时的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面体（砖块）网格。网格划分可以控制网格的密度，使网格的数量进一步减少，但不至于在变形剧烈的部位产生严重的网格畸变。三、材料定义三、材料定义 DEFORM自带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义材料等类型，并提供了丰富的开方式材料数据库，包括美国、日本、德国的各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等250种材料的相关数据。在使用时，我们可以直接从材料库提取所需要的材料。用户也可根据自己的需要定制材料库。在DEFORM-3D软件中，用户可以根据分析的需要，输入材料的弹性、塑性、热物理性能数据。如果需要分析热处理工艺，还可以输入材料的每一种相的相关数据以及硬化、扩散等数据。四、物体的空间位置调整四、物体的空间位置调整 这里有两层含义，一是可以移动、旋转物体，改变他们的最初位置，因为在DEFORM-3D的前处理中不能造型，所以这一项功能特别重要，可以将输入到DEFORM中的毛坯、模具几何模型进行调整。二是为了更快地将模具和坯料接触，将他们干涉，有一个初步的接触量，这样计算上可以节省时间。另外，还可以定义摩擦接触的关系、摩擦系数、摩擦方式等。五、模拟参数的定义五、模拟参数的定义 这里定义的参数，主要是为了进行有效的数值模拟。因为成形分析是一个连续的过程，分许多时间步来计算，所以需要用户定义一些基本的参数：1、总步数：决定了模拟的总时间和行程。2、步长：有两种选择，可以用时间或每步的行程。3、主模具：选择主运动模具。4、存储步长：决定每多少步存一次，不要太小，否则文件太大。实例操作一实例操作一锻压模拟锻压模拟1.双击桌面DEFORM-3D图标，进入DEFORM-3D的主窗口。2.File New Problem或在主窗口点击如图所示按钮。3.在接着弹出的窗口中默认进入普通前处理（Deform 3D-preprocessor）。4.接下来在弹出的窗口中用第四个选 项“Other Place”，选择工作目录 然后点击“Next”。5.在下一个窗口中输入题目的名称(Problem name)BLOCK点击Finish。前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、物体显示及选择窗口以及各种快捷按钮组成。物体显示及选择窗口以及各种快捷按钮组成。物体显示及选择窗口以及各种快捷按钮组成。物体显示及选择窗口以及各种快捷按钮组成。图形显示窗口物体参数输入窗口物体显示窗口物体选择窗口 一、一、一、一、设置模拟控制方式及模拟名称设置模拟控制方式及模拟名称1.点击按钮 进入模拟控制参数设置窗口。2.在Simulation Title一栏中把标题改为BLOCK。3.设置Units为English，勾选Deformation选项。4.点击OK按钮，返回到前处理操作窗口。在模拟控制窗口中的在模拟控制窗口中的mainmain选项下可以设置：选项下可以设置：1 1、单位制、单位制 1 1）、）、SISI：国际单位制：国际单位制 2 2）、）、EnglishEnglish：英制：英制 注：注：deformdeform软件允许用户调入模型后再设置单位。软件允许用户调入模型后再设置单位。2 2、设置模拟方式、设置模拟方式主要有主要有1 1）、拉格朗日增量模拟方式；）、拉格朗日增量模拟方式；2 2）、稳态机加工模拟方式；）、稳态机加工模拟方式；3 3）、稳态挤压加工模拟方式；）、稳态挤压加工模拟方式；注：一般模拟问题应该选择增量模拟方式，如果用户模注：一般模拟问题应该选择增量模拟方式，如果用户模拟的是车削或拉伸过程，并且使用欧拉求解方法，则拟的是车削或拉伸过程，并且使用欧拉求解方法，则选用稳态模拟方式。选用稳态模拟方式。注：求解方式的设定在注：求解方式的设定在 菜单下设置。菜单下设置。典型的模拟一般在默认的情况下便可计算的很好。典型的模拟一般在默认的情况下便可计算的很好。3 3、设置模拟类型、设置模拟类型 1）、deformation：变形模拟2）、heat transfer：传热模拟3）、transfmation：相变模拟4）、diffusion：扩散模拟5）、grain：晶粒度模拟6）、heating：热处理模拟 二、导入毛坯几何文件二、导入毛坯几何文件二、导入毛坯几何文件二、导入毛坯几何文件1.在前处理的物体操作窗口中点击按钮 (Geometry)，然后再选择 (Import Geometry)，选择在CAD中或其他CAE软件中的造型文件。（本例中选择安装目录下DEFORM3DV6.1Labs的Block_Billet.STL。）2.在DEFORM3D v6.1的版 本中，默认第一个物体是 工件（毛坯），所以物体 属性默认为Rigid-plastic。注意：在输入几何体后，必须检查输入的对象是否出现问题，检查方法如下：1）、点击按钮 ，查看弹出的对话框。对于一个封闭的几何体，必有1个面，0个自由边，0个无效的 实体。2）、外法线方向的检查。点击按钮 查看对象的外法线是否 指向对象外。如果方 向反了，点击按钮 。三、划分网格三、划分网格三、划分网格三、划分网格 对于那些非刚性材料和考虑传热影响的刚体(Rigid)材料，需要划分有限元网格：1.点击按钮进入网格划分窗口；2.可以在网格数量输入框中输入单元数或用滑动条来设定。在本例中，默认为8000(在DEFORM3D中只能划分四面体网格，如果你想用六面体网格可以点击按钮Import，输入IDEAS或PATRAN的网格）3.点击下面的按钮Preview可以预览，如果满意，可以点击按钮Generate Mesh来生成网格。注：1）preview只划分元件表面;2）generate mesh即划分表 面单元又划分体单元。（具体网格划分总类见后面）四、导入模具文件四、导入模具文件四、导入模具文件四、导入模具文件1.导入上下模具的几何文件。在前处理控制窗口中点击增加物体按钮 Inter Objects进入物体窗口。可以看到在Objects列表中增加了 一个名为Top Die的物体。2.在当前选择默认Top Die 物体的情况下，直接 选择 然后选 3.本例中选择安装目录下 DEFORM3DV6.1 Labs的 Block_Top Die.STL4.重复步骤1-3，导入下模的几何文件，系统会自动命名该物体为Bottom Die，相应的STL文件 DEFORM3D/v6.1/LabS/Block_BottomDie.STL。最后我们可以在显示窗口中看到上下模以及上面导入的金属体。五、设置上模的运动参数五、设置上模的运动参数 1.首先在物体列表中选中Top Die在前处理的控制窗口中点击按 钮Movement ，进入物体运动参数设置窗口。2.在运动控制窗口中，设置参数Direction 为-Z，Speed为1。六、设置物体温度六、设置物体温度 由于某些材料属性与温度相关，所以即使在整个模拟过程中温度并不变化，仍需要给物体设置一适当的温度值，否则可能得不到正确的模拟结果。在DEFORM3D v6.1的版本中，默认工件温度为68F。(修改温度的方式为在物体窗口中选中物体Workpiece，点击General按钮，然后点击按钮 在弹出的输入物体温度窗口中，输入所需温度。)七、设置材料七、设置材料七、设置材料七、设置材料 对于那些非刚性材料和考虑传热影响的刚体(Rigid)材料，必须按需要设置材料的属性。1.在物体列表窗口中选择Workpiec2.在前处理控制窗口中，点击 中的 按钮导出材料 库。3.在材料选择窗口中，选择Steel 选项中的AISI 1045 Cold4.点击按钮 便可将 材料导入。八、改变物体的空间位置八、改变物体的空间位置八、改变物体的空间位置八、改变物体的空间位置 在DEFORM中，虽然不可以直接进行几何造型，但是可以通过旋转(Rotation)平移(Offset)等方法来改变物体的空间位置。点击按钮 ,便可以进入到Object Positioning窗口中，进行操作。定位方式：定位方式：定位方式：定位方式：1、offset：平移。2、interference：接触。3、rotational：旋转。4、drop：下落。5、drag：拖拉。在定位过程中，主要用到的是以接触方式进行定位，其主要的步骤为：选择定位物体选择参考物体选择前进方向定义接触值applyok。（“前进方向”指的是参考对象在需要移动的物体的那个方向，即移动物体趋近参考对象的方向）九、定义物间关系九、定义物间关系九、定义物间关系九、定义物间关系 1.在前处理控制窗口的右上角点击 按钮，会出现一个提示，选择Yes弹出Inter Object窗口。2.定义物间从属关系：在v6.1中，系统会自动将物体1和后面的物体定 为从属关系（Slave-Master），即软的物体为Slave，硬的物体设为 Master。1.点击按钮 ，进入新的窗口2.选择剪切摩擦方式Shear，输入常摩擦系数constant，如果你对具体的摩擦系数没有概念，可以选择工艺种类，例如，本例中的冷Cold Forming用的是Steel Die，摩擦系数系统会设为0.12，点击Close按钮，关闭窗口。3.回到Inter Object 窗口后选择第二 组。4.重复1-2的操作，将Bottom Die 和Workpiece的 摩擦系数也设 为0.12（也可以 在第2步后，点 击按钮 ）切记在上述操作后，被定义的物体组之间并没有接触关系，只是定义了它们之间一旦接触后的摩擦系数，真正定义接触必须点击按钮 ，在这个操作后，互相接触的物体，Mater会自动与Slave发生干涉，互相嵌入。这是为了更快地进入接触状态，节省计算时间，互相嵌入的深度，是由窗口中的Tolerace（接触容差）来定义的.在本例中，不必改动接触容差值，直接点击按钮Generate All生成接触关系。视图观察操作视图观察操作 利用工具栏窗口中的快捷按钮可以方便地进行各种视图观察操作，下面仅举几个例子，用户可以将鼠标放置在每个按钮、上，自动会出现提示。1.动态缩放2.窗口缩放3.移动 4.自由旋转 沿X轴旋转 沿Y轴旋转 沿Z轴旋转5.视角选择 等轴视图 XY平面视图 XZ平面视图 YZ平面视图点和面的选取点和面的选取1.点或面的选取工具 点击工具栏上的按钮 ，在显示窗口可以选择物体的任意一节点或面2.标尺工具 点击工具栏上的按钮 ，点击物体上的任意一个节点，再选择另一个节点。连接这两点的一条线段和该线段的长度值就会显示在在显示窗口中，直到用户点击Refresh 按钮刷新。十、设置模拟参数十、设置模拟参数十、设置模拟参数十、设置模拟参数1.在前处理控制窗口的右上角选择按钮 进入Simulation Control窗口。2.选择左侧第二个选项Step进行模拟步数和步长的设定。3.设置Number of Simulation Steps：20。这个参数的意思是除非模拟意外终止，否则程序将运行至20步即若模拟未被终止，整个过程将分成20步完成。设置Step Increment to Save：2。这里的意思是每模拟2步，会将中间阶段结果写入数据库，这是避免每步都保存，造成数据文件过大。4.设置primary die。设置主模具。5.前面设置了20步，但每一步的含义还没有明确，在下面设置With Constant DieDisplacement为0.13。这个数值是根据变形体最小单元长度的1/3来估算的。一般模拟都用这个比例，比较容易收敛而且又不会浪费时间。这样上模将向下(-Z)运动2.6in（步长乘以总步数）。6.OK关闭该窗口注：1、计算步长方式的选择：1）、由时间决定；2）、由模具行程决定。对于通常的变形问题，采用行程方式较好。2、模拟步长的确定1）、对于几何形状简单，边角无流变或其他严重的变形问题，步长可选择模型中较小单元的1/3为参考标准。2）、对于复杂几何形状诸如飞边或平面模外挤，步长取1/10，步长太大可能引起网络的迅速锐变，而太小会引起 不必要的计算时间。十一、生成数据库文件十一、生成数据库文件说明：有限元分析引擎把模拟计算的结果写在数据库文件中，该文件需在前处理环节产生，此时一些模拟信息(如材料属性、运动控制参数等)会被写入该文件，因而在前处理数据都输入好时必须生成数据库文件。1.在前处理控制窗口点击Database按钮 ；2.在弹出的Database Generation窗口中点击 按钮，看是否在上述过程中是否有遗漏或错误之处，检查没有错误时再点击按钮 生成数据库文件。注：如果其间没有发生错误，系统会弹出Database Generated消息窗口，点击OK按钮关闭此窗口。在Database Generation窗口的DataChecking一栏中绿色表示正常，红色表示严重错误必须纠正，黄色代表可能导致错误的警告信息。3.点击Database Generation中的OK按钮返回到前处理控制窗口。1.进行完上述的前处理后，点击按钮 ,保存已有 数据到一个Keyword文件中。2.单击DEFORM-3D系统窗口中的FileeQuit按钮 ，当被问及是否真的想退出时，请选择Yes。开始模拟开始模拟 在DEFORM 3D的主窗口中，点击按钮 选择刚才生成的数据库文件，然后再选择Simulatar中的Run开始模拟，在模拟过程中始终有一个Running提示。如果你想知道模拟的进程可以选择Simulation中ProcessMonitor按钮查看模拟进度，如果此时模拟已经结束，会弹出“There are no DEFORM-3Djobs which are running now.”这样的消息框。点击OK按钮分别关闭上述窗口。点击按钮 可以查看工艺模拟过程。后处理后处理 在DEFORM-3D系统窗口点击Post Processor中的DEFORM-3D Post按钮，进入后处理窗口，可以看到后处理包括下面几部分：1.图形显示窗口。2.步数选择和动画播 放。3.图形显示选择窗口。4.图形显示控制窗口。5.要显示的变量选择 等。选择动画播放按钮，可以观察模具 运动和工件的成形 过程。查看状态变量查看状态变量 在后处理控制窗口点击State Variables的下拉菜单，可以选择常用的变量进行显示。如果你选择一些不常用的变量，可以选择More或者直接点击按钮 变量显示时有时会需要在网格显示、阴影显示或两者俱有的情况下进行显示，可以试着切换显示模式 。（比如看模具上温度分布变化时，模具一定要在划分网格状态下才可以显示。若没有显示可以通过单击网格切换开关和几何态开关来显示）查看载荷查看载荷查看载荷查看载荷-行程曲线行程曲线行程曲线行程曲线 塑性成形工艺的有限元模拟一个重要的作用就是可以计算载荷随着行程的变化趋势和数值，DEFORM在这方面也不例外，你可以在后处理中点击按钮 在出现的Lode-stroke窗口中，只选择Top Die和Z向，你就会发现一个新的窗口，显示载荷行程曲线。划分网格技术简介划分网格技术简介 在Objects窗口中，选中工件Workpiece，点击Mesh按钮，在DEFORM 3D前处理的网格划分功能中有三个标签：1.Tool:最简单的默认划分方式，只需设置单元数；2.Detailed Settings:详细的网格参数及划分方式定义；3.Remesh Criteria:网格划分设置，一般都设默认值。其中的Detailed Settings比较常用，它包括两个大的选项即系统网格（System Setup）和用户设置（User Setup）。System Setup设置有四个标签，即1)General:设置绝对尺寸（Absolute）或相对尺寸（Relative），前者设置网格的绝对大小（Max/Min Element Size）以及最大最小单元的尺寸比值限制(Size Ratio)，而后者设置的是单元的数量（Number of Elements）以及最大最小单元的尺寸比值限制(Size Ratio)。2)Weight Factors(权重因子)：在一些高梯度地区，即应变、应变速率、温度、几何尺寸等变化比较剧烈的地区，网格需要细化，这里可以设置细化的比例因子。还有一个重要的设置就是网格密度窗口(Mesh Density Windows)因子，这个选项与后面介绍的网格密度设置有关，为了在一些地方设置更为细密的网格，光靠上面滑杆设置的几个因子还不行，如果几何体比较复杂，就需要用户设置来调节网格密度的分配。将Mesh Density Windows后的滑杆设为非0数字（一般最好设为1）,就可以启动下面的标签Mesh Window了,在下面的标签所控制的窗口中，数字都是要乘以这个非0的因子。3）Mesh Windows:可以用矩形框和圆柱体框设置一些局部区域，这些区域的网格大小可以与前面整体设置的不一样（一般情况下要细化）。如果前面选择了Ralative，这里设置的系数就是指该处网格与整体网格尺寸的比值。如果前面选择网格大小是Absolute，这里可以设置局部网格的绝对大小。为了更好的适应变形的需要，这个密度窗口还可以随着变形体运动或独立于变形体单独运动。注：相对网格设置方式，无论物体的形状多么复杂，单元的数量必须恒定；绝对网格划分设置方式，系统决定网格划分的总数，随着物体形状的复杂，单元的数量也随之增加。局部划分网格实例局部划分网格实例 首先选择Workpiece,然后点击按钮Mesh，进入Detailed Settings，在System Setup下选择Relative，并设单元的数量为10000.接着点击标签接着点击标签接着点击标签接着点击标签Weight FactorsWeight FactorsWeight FactorsWeight Factors，将，将，将，将Mesh Density Mesh Density Mesh Density Mesh Density WindowsWindowsWindowsWindows后的滑杆设为后的滑杆设为后的滑杆设为后的滑杆设为1 1 1 1其他权重因子不变。其他权重因子不变。其他权重因子不变。其他权重因子不变。接着点击标签接着点击标签接着点击标签接着点击标签Mesh WindowMesh WindowMesh WindowMesh Window，在，在，在，在WindowsWindowsWindowsWindows区域内，点击区域内，点击区域内，点击区域内，点击按钮按钮按钮按钮Add,Add,Add,Add,在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，在屏幕的图形显示窗口左下方弹出一个小窗口，可以定义局部区域。在定义、调整可以定义局部区域。在定义、调整可以定义局部区域。在定义、调整可以定义局部区域。在定义、调整Mesh WindowMesh WindowMesh WindowMesh Window时时时时,必须注必须注必须注必须注意是获取点的状态，不能是缩放观察等状态，可以先点击意是获取点的状态，不能是缩放观察等状态，可以先点击意是获取点的状态，不能是缩放观察等状态，可以先点击意是获取点的状态，不能是缩放观察等状态，可以先点击按钮按钮按钮按钮 。定义一个定义一个定义一个定义一个Mesh WindowMesh WindowMesh WindowMesh Window如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：设置Size Ratio to Elem Outside Window：0.1 Mesh Window的移动速度设为跟随Workpiece 点击按钮Surface Mesh，点击Solid Mseh完成网格划分。有时你有时可能会发现网格窗口并没有发挥作用，这有几个原因，一个是Weight Factor中的因子设置为；另一个是总体网格的数量太少；第三还可能是Mesh Win中定义的网格密度比例太大。实例操作二实例操作二方环镦粗模拟方环镦粗模拟 在模拟过程中，对于旋转对称物体，只要可能，我们应尽量利用问题的对称性，这样既可以节省计算的时间，也可以提高解题的精度。在本例中，我们将进行正方环的锻压模拟。对于对称问题，在建模的时候应该充分利用对称性的特点，截取能充分表达模型特点的最小部分，在本例中，只需要截取1/16模型即可。在练习中，我们还将学习物体间正确层叠关系设置的概念。在轴对称问题中，是不会有物质穿在轴对称问题中，是不会有物质穿过轴对称面流动的。这样在建模的时候过轴对称面流动的。这样在建模的时候就可以沿轴对称面切开物体并规定在这就可以沿轴对称面切开物体并规定在这些面上的节点只能沿面内移动。些面上的节点只能沿面内移动。一、导入毛坯和模具几何模型并划分网格一、导入毛坯和模具几何模型并划分网格 在有较大空间的硬盘区域里创建一新的工作目录SQRING，启动deform系统，将工作目录转到这，进入项目对话框，设定项目名称为SQRING，进入前处理PreProcessor。1.通过Geometry Import导入Workpiece(文件在deform3d/v6.1/labs/SquareRing_Billet.STL)；2.通过Mesh，将单元数改为5000，为Workpiece划分网格；3.增加一个物体,并通过Geometry Import引入Top Die(文件在deform 3d/v6.1/labs/SquareRing_Topdie.STL)；注：导入过程中应使用 和 按钮检查对象几何特征的正确性。二、定义毛坯材料和模具运动二、定义毛坯材料和模具运动 选定Workpiece，点击Material按钮,从材料库中选择Steele AISI 1045 Cold材料；选定Top Die，点击Movement按钮，设定速度大小为1，方向为-Z。注：设定的速度大小和实际中的设备所设参数大小一致。三、定义毛坯对称模型的边界条件三、定义毛坯对称模型的边界条件1.为了看清楚，可以将物体显示改为单独显示模拟（点击一个小绿球按钮 ）。2.选择Workpiece，然后选择按钮 。3.在Symmetry菜单下，选择垂直面，点击按钮 。4.选择45对称面，点击按钮 。5.选择底面对称面，点击按钮 。完成上述步骤后，菜单栏会显示如图所示信息，检查信息栏项目，看对称面设定是否有错误，用鼠标点击的法矢量会高亮显示，对应此法矢量面上的节点高亮显示。四、定义毛坯与模具的摩擦关系四、定义毛坯与模具的摩擦关系 1、点击按钮Inter Object.，进入物体之间关系的定义窗口；2、点击按钮Edit ，定义摩擦系数的Cold Forming，摩擦系数为0.12；3、（多个对象时，可以点击Apply to other Relations按钮 ）4、点击按钮 确定合适的接触容差；5、点击按钮 生成接触关系；五、设置模拟控制参数，生成数据文件，运行五、设置模拟控制参数，生成数据文件，运行 点击按钮 进入前处理的模拟控制参数设置窗口。将Simulation Title改为Square ring。点击按钮Step，进行下列参数的设置：点击按钮 生成数据文件，保存KEY文件，退出前处理在DEFORM3D主窗口，开始运行Run。六、后处理六、后处理六、后处理六、后处理 在本例建模的时候我们只使用了模型的1/16，在后处理时我们可以利用镜像工具恢复到整个模型大小。在后处理控制窗口中点击其中的Mirror Objects按钮 ，在弹出来的Mirror窗口中，确认一下现在进行的操作是Add Mirror Objects，接下来在显示窗口中点击对称面上的任意一点，系统就会映射该面附属体到对称面的另一侧。在DEFORM中的这项镜像操作可以选取任意平面作为映射面，而不仅仅是对称面，因而如果在选错了对称面，请在Mirror窗口中点击Delete MirrorObjects按钮 ，删除错误的映射体。经过一系列镜像操作后得到的模型如下图所示。接下来的后处理操作可参照前面的练习进行。最后点击按钮 退出后处理。实例操作三实例操作三道钉成形模拟道钉成形模拟 道钉成形属于热模锻成形，在加工过程中存在热传导现象。我们可以用deform软件来模拟器热传导过程。一、创建新项目一、创建新项目 在有较大空间的硬盘区域里创建一新的工作目录Spike forging，启动deform系统，将工作目录转到这，进入项目对话框，设定项目名称为spike，进入前处理PreProcessor。单击模拟控制按钮，打开窗口，设定单位制为units为英制English，选中热传导heat transfer按钮，取消deformation。1、点击按钮Geometry，然后选择Import按钮，在弹出的读取文件窗口中找到Spike_Billet.STL(deform3d/v6.1/LABS)并加载此文件。2、在Objects窗口中点击Insert Objects按钮，在物体的列表中增加了一个名为Top Die的物体，并点击按钮Geometrye Import.导入Spike_TopDie1.STL。3、同2，增加一个名为Bottom Die的刚性物体，导入Spike_BottomDie.STL二、工件划分网格二、工件划分网格 首先选择Workpiece,然后点击按钮Mesh，进入Detailed Settings，在System Setup下选择Relative，并设单元的数量为10000，然后生成网格。三、定义热边界条件三、定义热边界条件 这是一个对称体的一部分，所以在分析中，要通过边界条件的定义体现出来。因为我们要分析热问题，所以制定一热边界条件即可。这一步操作必须是对已经划分网格的物体才能操作。选择Workpiece，点击按钮 ，系统默认进入Thermal菜单下Heat Exchange with Environment选项。并弹出如图所示的选项框。点击按钮 可以设置环境的温度。三、定义热边界条件三、定义热边界条件 屏幕的左下角中出现的小窗口是为了选择边界面。在默认的情况，点击毛坯的上下和圆柱外面，然 后点击边界参数定义窗口下面的按钮 。在选择上述三个面的过程中，你可能不能在一个视角内将三个面都能找到，必须通过旋转工件。在选中Workpiece的前提下，点击按钮设定毛坯的初始温度为2000F四、定义毛坯的材料四、定义毛坯的材料1、在物体列表窗口中选择Workpiece2、点击菜单 下的按钮 。3、在deform材料库中，选择材料Steel AISI 1025(1800-4.点击按钮 。五、划分模具的网格五、划分模具的网格 由于上下模要与工件接触，会发生热传递现象，所以我们也要对模具进行划分网格。1、选中上模Top Die，然后再选择按钮 。2、在默认的情况下，点击按钮 。3、选中上模Top Die，然后再选择按钮 。4、在默认的情况下，点击按钮 。六、定义模具的材料六、定义模具的材料1.在物体列表窗口中选择Top Die。2.点击菜单 下的按钮 。3、在deform材料库中，选择材料Die Material Carbide(24%Cabalt)。4.点击按钮选择Bottom Die，重复1-4操作。5、点击按钮 。七、定义模具的热边界条件七、定义模具的热边界条件 选择Top Die，点击按钮 ，系统默认进入Thermal菜单下Heat Exchange with Environment选项。并弹出小窗口。在默认的情况，点击毛坯的上下和圆柱外面，然后点击边界参数定义窗口下面的按钮 。选择Bottom Die，作如上所述的相同操作，选择Bottom Die的上下和圆柱面。八、定义毛坯和模具接触关系八、定义毛坯和模具接触关系1.在前处理控制窗口的右上角点击Inter Object按钮，会出现一个提示，选择Yes弹出Inter Object窗口。2.定义物间从属关系，点击按钮Edit，在弹出的窗的Constant后选择Free resting，模具和毛坯之间的热传递系数自动设为0.0003。3.Close返回上一级窗口，点击按钮 ，这个操作的意义是将Top Die-Workpiece的接触关系直接等效到Bottom Die-Workpice的关系上。4.最后不要忘记在InterObject窗口中点击按钮 。十、调整毛坯和模具位置十、调整毛坯和模具位置 前面定义了毛坯和模具的接触关系，但在几何上还没有实现，所以必须通过Object Positioning功能将它们接触上。这主要是为了节省时间，将模具与毛坯接触的过程省略。在前处理控制窗口的右上角点击Object Positioning按钮，会弹出新的窗口。1）首先选择Interference，这个功能能够将两个物体自动干涉 接触上；2）选择Position Object（要移动的物体）:Top Die3）选择Reference（参照物）：Workpiece4）选择Approach Direction为“-Z”5）选择”Apply”6）选择Position Object（要移动的物体）:Bottom Die7）选择Approach Direction为“Z”8）选择”Apply”十一、十一、设置模拟控制参数，生成数据文件，运行设置模拟控制参数，生成数据文件，运行 点击按钮 进入前处理的模拟控制参数设置窗口。点击按钮Step，进行下列参数的设置：点击按钮