金屬成形過(guò)程數(shù)值模擬和軟件實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)講義

1、金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,1,材料成型與控制專業(yè)選修課,主講人：劉建光,哈爾濱工業(yè)大學(xué)金屬精密熱加工國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,216,室,E-mail: Tel: (0451) 86413365,Mobile:金屬成形過(guò)程數(shù)值模擬與軟件,上機(jī)指導(dǎo),金屬成形過(guò)程數(shù)值,2,上機(jī)安排,模,擬,與,軟,件,課程教學(xué)內(nèi)容,第,1,節(jié),熟悉,DEFORM,軟件界面和基本結(jié)構(gòu)，道釘鍛造過(guò)程模擬,第,2,節(jié),盤形件冷鍛過(guò)程模擬,第,3,節(jié),盤形件熱鍛過(guò)程模擬,第,4,節(jié),杯形件正、反擠壓過(guò)程模擬,第,5,節(jié),熟悉,DYNAFORM,軟件界面和基本結(jié)構(gòu)，

2、圓筒形件拉伸過(guò)程模擬,上機(jī)安排,時(shí)間,14-16,周，周三,9,10,節(jié)、周五,78,節(jié),地點(diǎn)：材料學(xué)院,325,機(jī)房,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,3,第,1,節(jié),DEFORM,界面及道釘鍛造模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,4,1.1 DEFORM,界面,DEFORM,主界面,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,5,DEFORM,前處理界面,1.1 DEFORM,界面,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,6,DEFORM,后處理界面,1.1 DEFORM,界面,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,7,1. DEFORM,建模流程,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)

3、程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,8,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,2,模擬參數(shù)設(shè)置,1,修改單位及模擬題目,2,修改步長(zhǎng)設(shè)置,開(kāi)始時(shí)間步,1,總計(jì)算步數(shù),100,間隔存儲(chǔ)步,5,主模具：上模,增量位移步長(zhǎng),0.015mm,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,9,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,3,添加分析對(duì)象,1,工件,Workpiece,2,上模,Top die,3,下模,Bottom die,模具設(shè)為剛體,Rigid,工件設(shè)為塑性體,Plastic,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,10,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,4,建立幾何模型,1,工件,Workpiece,2,上模,Top die,3,下模,

4、Bottom die,注意,逆時(shí)針”輸入數(shù)據(jù),圖形陰影范圍進(jìn)行檢查,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,11,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,5,網(wǎng)格劃分,1,設(shè)置網(wǎng)格總數(shù),2,設(shè)置單元比例,3,密度控制單元尺寸,注意,只對(duì)工件劃分網(wǎng)格,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,12,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,6,定義材料,1,從材料庫(kù)中選,擇,AL2024,2,賦予工件材料,注意,選擇的材料溫度范圍,也可自己定義材料性能,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,13,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,7,定義位置關(guān)系,1,選擇“干涉”定位,Interference,2,定位對(duì)象：上模和下模,3,參考對(duì)象：工件

5、,注意,只有劃分網(wǎng)格的物體才可以作為參考對(duì)象,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,14,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,8,定義接觸條件,1,設(shè)置接觸對(duì),Master,上模和下模,Slave,工件,2,設(shè)置摩擦系數(shù),剪切摩擦模型,0.3,3,生成接觸節(jié)點(diǎn),金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,15,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,9,設(shè)置模具運(yùn)動(dòng),1,設(shè)置模具運(yùn)動(dòng)方向,上模,Y,2,設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度,3,預(yù)覽模具運(yùn)動(dòng),金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,16,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,10,設(shè)置邊界條件,1,根據(jù)對(duì)稱性，設(shè)置位移邊界條件,2),逆時(shí)針”選擇節(jié)點(diǎn),金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,17,

6、1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,11,檢查生成前處理文件,1,檢查數(shù)據(jù)文件,紅色,代表錯(cuò)誤,黃色,代表警告,2,生成計(jì)算文件,3,推出前處理界面,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,18,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,12,求解計(jì)算,1,找到生成的,DB,文件,2,點(diǎn)擊運(yùn)行，開(kāi)始計(jì)算,3,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算結(jié)果,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,19,1.2,道釘鍛造過(guò)程模擬,13,后處理結(jié)果分析,1,分析工件應(yīng)變分布,2,顯示成形載荷曲線,3,觀察工件流線分布,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,20,第,2,節(jié),盤形件冷鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,21,作業(yè),工藝參數(shù),鍛造速

7、度,5mm/s,摩擦系數(shù)：剪切摩擦,0.2,材料,AL-5083,要求,獨(dú)立完成模擬過(guò)程分析，寫出詳細(xì)的分析報(bào)告,給出盤形件的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變及流線分布圖,給出載荷曲線,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,22,作業(yè),工藝參數(shù),鍛造速度,5mm/s,摩擦系數(shù)：剪切摩擦,0.2,材料,AL-5083,1,3,4,5,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,23,作業(yè),要求,1,模型及工藝參數(shù),2,詳細(xì)的建模過(guò)程，包括每一步的截圖,3,后處理結(jié)果分析，選擇,5,個(gè)典型計(jì)算步,包括：等效應(yīng)力、等效應(yīng)變、速度場(chǎng)矢量圖、流線、載荷,行,程曲線,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,24,第,1,組：揭

8、天奇，周文炫，程耀光，白杰，申宇鵬，陳麗娜,第,2,組：趙伊伊，陳加運(yùn)，黃劍，荊科，梁江濤，張玲,第,3,組：蔡舒鵬，沈永一，俞奇奇，王晨曦，曾柏棟，易卓勛,第,4,組：劉燕，張榮，孫曉雪，邢廣楠，趙鵬，吳伯珩,第,5,組：陶楠，王佳琛，邱尚及，焦曉宇，劉俊杰，韓樂(lè),第,6,組：謝勇亮，劉延航，楊默，溫宇凌，李高杰，朱瑾,第,7,組：林小涵，陳倫強(qiáng)，陳旭鵬，于強(qiáng)，楊帆，劉唱暢,第,8,組：許鵬至，池滸斌，寧東東，楊雨風(fēng)，孫鴻生，時(shí)炯，周韶博,第,9,組：孫巍，何天紅，朱自豪，谷旭，張玉琪，賈冰，房陽(yáng),金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,25,第,3,節(jié),道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模

9、,擬,與,軟,件,26,1. DEFORM,建模流程,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,27,2,模擬參數(shù)設(shè)置,1,修改單位及模擬題目,2,選擇熱傳輸模式,3,修改步長(zhǎng)設(shè)置,開(kāi)始時(shí)間步,1,總計(jì)算步數(shù),100,間隔存儲(chǔ)步,5,主模具：上模,增量位移步長(zhǎng),0.015mm,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,28,3,添加分析對(duì)象,1,工件,Workpiece,2,上模,Top die,3,下模,Bottom die,4,設(shè)置各分析對(duì)象的初始溫度,模具設(shè)為剛體,Rigid,100,工件設(shè)為塑性體,Plastic,350,3.1,道釘熱鍛過(guò)程

10、模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,29,4,建立幾何模型,1,工件,Workpiece,2,上模,Top die,3,下模,Bottom die,注意,逆時(shí)針”輸入數(shù)據(jù),圖形陰影范圍進(jìn)行檢查,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,30,5,網(wǎng)格劃分,1,設(shè)置網(wǎng)格總數(shù),2,分別對(duì)模具和工件劃,分網(wǎng)格,3,設(shè)置單元比例,4,密度控制單元尺寸,注意,只對(duì)工件劃分網(wǎng)格,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,31,6,定義材料,1,從材料庫(kù)中選擇,AL-5083(240,440,賦予工件材料,2,從材料庫(kù)中選擇賦予模具,Din-D5,1U,注

11、意,選擇的材料溫度范圍,也可自己定義材料性能,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,32,7,定義位置關(guān)系,1,選擇“干涉”定位,Interference,2,定位對(duì)象：上模和下模,3,參考對(duì)象：工件,注意,只有劃分網(wǎng)格的物體才可以作為參考對(duì)象,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,33,8,定義接觸條件,1,設(shè)置接觸對(duì),Master,上模和下模,Slave,工件,2,設(shè)置摩擦系數(shù),剪切摩擦模型,0.3,3,設(shè)置界面熱傳輸系數(shù),11,4,生成接觸節(jié)點(diǎn),3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,34,9,設(shè)置模具運(yùn)動(dòng),1,

12、設(shè)置模具運(yùn)動(dòng)方向,上模,Y,2,設(shè)置運(yùn)動(dòng)速度,3,預(yù)覽模具運(yùn)動(dòng),3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,35,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,10,設(shè)置邊界條件,1,根據(jù)對(duì)稱性，設(shè)置位移邊界條件,2),逆時(shí)針”選擇節(jié)點(diǎn),3,設(shè)置熱交換邊界,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,36,11,檢查生成前處理文件,1,檢查數(shù)據(jù)文件,紅色,代表錯(cuò)誤,黃色,代表警告,2,生成計(jì)算文件,3,推出前處理界面,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,37,11,求解計(jì)算,1,找到生成的,DB,文件,2,點(diǎn)擊運(yùn)行，開(kāi)始計(jì)算,3,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)計(jì)算結(jié)果,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬

13、,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,38,12,后處理結(jié)果分析,1,分析工件應(yīng)變分布,2,分析工件溫度分布,3,顯示成形載荷曲線,4,觀察工件流線分布,3.1,道釘熱鍛過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,39,3.2,練習(xí),作業(yè),獨(dú)立完成盤形件的熱鍛模擬，寫出詳細(xì)的分析流程,1,給出道釘?shù)摹暗刃?yīng)力”,等效應(yīng)變,分布等值線,2,給出溫度對(duì)鍛造載荷的影響曲線,工藝參數(shù),鍛造速度,5mm/s,摩擦系數(shù)：剪切摩擦,0.2,材料,AL-5083,鍛造溫度,200,500,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,40,第,4,節(jié),杯形件正、反擠壓過(guò)程模擬,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,

14、件,41,第,4,節(jié),杯形件正、反擠壓過(guò)程模擬,作業(yè),獨(dú)立完成杯形件正、反擠壓過(guò)程模擬，寫出詳細(xì)分析流程,1,給出“等效應(yīng)力”,等效應(yīng)變,分布等值線,2,給出溫度對(duì)鍛造載荷的影響曲線,工藝參數(shù),鍛造速度,5mm/s,摩擦系數(shù)：剪切摩擦,0.2,材料,AL-5083,鍛造溫度,200,500,金屬成形過(guò)程數(shù)值,模,擬,與,軟,件,42,第,1,組,dp=120mm, dd=dp+2.4t mm, rp=5mm, rd=8mm, ds=200mm, t=1mm,第,2,組,dp=120mm, dd=dp+2.4t mm, rp=4mm, rd=5mm, ds=210mm, t=0.8mm,第,3,組,dp=120mm, dd=dp+2.4t mm, rp=4mm, rd=6mm, ds=220mm, t=0.5mm,第,4,組,dp=100mm, dd=dp+2.4t mm, rp=5mm, rd=8mm, ds=170mm, t=1mm,第,5,組,dp=100mm, dd=dp+2.4t mm, rp=4mm, rd=5mm, ds=180mm, t=0.8mm,第,6,組,dp=100mm, dd=dp+2.4t mm, rp=4mm, rd=6mm,