長(zhǎng)方坯鍛壓成型模擬分析報(bào)告

1、材料成型軟件應(yīng)用課程上機(jī)報(bào)告之三 題目：長(zhǎng)方坯鍛壓成型模擬分析報(bào)告專 業(yè)：材料成型及控制工程班 級(jí)：2014 學(xué) 號(hào)：2014姓 名： 20上機(jī)報(bào)告之三：DEFORM塑性實(shí)例長(zhǎng)方坯鍛壓成型模擬一、問(wèn)題描述 如圖1所示長(zhǎng)方坯工件在室溫下長(zhǎng)方體坯料進(jìn)行鍛壓操作并分析應(yīng)力應(yīng)變、位移變化情況：圖 1已知該長(zhǎng)方坯工件由上下模長(zhǎng)寬高分別為8、6、2長(zhǎng)方體和一個(gè)長(zhǎng)寬高為2、4、8的長(zhǎng)方體組成；溫度是在室溫下68°F；材料為模具鋼“AISI1035,COLD”。二、問(wèn)題分析在室溫下對(duì)長(zhǎng)方坯工件進(jìn)行鍛壓模擬，劃分10000個(gè)網(wǎng)格，上模運(yùn)動(dòng)下模靜止的方式，設(shè)定上模運(yùn)動(dòng)速度為每秒2，鍛壓成型模擬一共分為3

2、0步。首先要模擬計(jì)算過(guò)程創(chuàng)建新問(wèn)題創(chuàng)建新問(wèn)題，設(shè)置模擬控制參數(shù)，加載模擬對(duì)象數(shù)據(jù)其中包括模型導(dǎo)入，網(wǎng)格劃分，設(shè)置材料屬性，添加上下模的移動(dòng)還有設(shè)置溫度，最后對(duì)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。三、模擬計(jì)算過(guò)程1、創(chuàng)建新問(wèn)題：打開(kāi)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(jìn)入前處理界面，如圖2圖3所示：圖 2圖 32、設(shè)置模擬控制參數(shù)：?jiǎn)螕?，進(jìn)入控制界面，將標(biāo)題改為“block”，確保在英制的環(huán)境下，如圖4所示：圖 43、加載模擬對(duì)象數(shù)據(jù)： 3.1.模型導(dǎo)入：?jiǎn)螕魞纱?，將“Workpiece”的

3、標(biāo)題改為“block”，單擊Change，選中“block”，如圖5所示：圖 5在操作顯示區(qū)單擊，進(jìn)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圖 73.2.網(wǎng)格劃分：?jiǎn)螕簦凇癗umber of Element”中輸入10000，將實(shí)體網(wǎng)格劃分為10000個(gè)網(wǎng)格，如圖8所示：圖 8單擊預(yù)覽一下，在確認(rèn)無(wú)誤后單擊，生成網(wǎng)格如圖9所示：圖 9單擊，查看最小邊長(zhǎng)數(shù)值，如圖10所示：圖 104、設(shè)置材料屬性：選擇“block”，在Gene

4、nral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(huì)在樹狀顯示區(qū)顯示如圖12所示：圖 125.添加上模：選擇“Top Die”，單擊，進(jìn)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_TopDie.STL”.6.添加下模：選擇“Bottom Die”，單擊，進(jìn)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

5、），選擇“Block_BottomDie.STL”.如圖13所示：圖 137、設(shè)置上下模的移動(dòng)：在此次模擬中，上模向下運(yùn)動(dòng)，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(dòng)。如圖14、15所示：圖 14圖 158、設(shè)置作業(yè)溫度：由于一些應(yīng)力與溫度的變化有關(guān)，故需要設(shè)置作業(yè)溫度，本次模擬式在室溫下進(jìn)行，溫度為20，或者英制為68°F。設(shè)置溫度時(shí)，選擇“Block”，單擊，單擊Assign temperature設(shè)置溫度，如圖16所示：圖 169、設(shè)置模擬條件：?jiǎn)螕?，進(jìn)入控制頁(yè)面，選擇，從-1步開(kāi)始，共運(yùn)行30步，每部增長(zhǎng)為3，運(yùn)

6、行的對(duì)象是上模，其中，其數(shù)值是最小邊長(zhǎng)數(shù)值的1/2.如圖17所示：圖 1710、添加接觸關(guān)系：?jiǎn)螕簦趶椏蛑袉螕鬥ES，彈出設(shè)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(biāo)，選擇“Coldforming（Steel）”，關(guān)閉彈窗。在設(shè)置界面單擊，使下模數(shù)據(jù)和上模相同，再單擊，生成最適合公差，單擊，完成設(shè)置。11、生成數(shù)據(jù)：?jiǎn)螕?，在彈框中選擇check，開(kāi)始檢查是否可以生成數(shù)據(jù)。當(dāng)出現(xiàn)如圖19所示時(shí)，數(shù)據(jù)生成成功，單擊Generate，生成“BLOCK.DB”文件。圖 1912、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(jìn)入工作界面。13、開(kāi)始計(jì)算：從前處理界

7、面退出后會(huì)進(jìn)入如圖20所示Deform界面，選擇“BLOCK.DB”，單擊界面右部分Simular | Run，開(kāi)始計(jì)算。圖 2014、后處理：計(jì)算完成后單擊界面右下角Post Processor | Deform-3D Post，進(jìn)入后處理界面如圖21、22所示：圖 21圖 22 15觀察“Strain-Effective”：?jiǎn)螕?，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步的受力情況圖 2416、.顯示工件尺寸：指向工件單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Show Dimension”，將在后處理工作窗中顯示所有尺寸。如

8、圖25所示：圖 2517、觀察單個(gè)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：圖 2618、觀察工件的應(yīng)變變化圖：?jiǎn)螕鬐raph，選擇操作如圖27所示：圖 27即可在后處理工作窗中顯示應(yīng)變曲線圖，如圖28、29分別為X方向和Y方向的應(yīng)變變化曲線圖 28圖 29四、模擬結(jié)果分析1、等效應(yīng)變分析：?jiǎn)螕鬝ummary，選擇Deformation，如圖30、31所示：圖 30圖 31單擊，選擇Deformation，Strain-Effective，生成等效應(yīng)變圖，如圖32所示：圖 322、等效應(yīng)力分析：?jiǎn)螕魋ummary ，選擇Deformatio

9、n ，單擊Stress，選擇Effection，生成等效應(yīng)力曲線，如圖33所示：圖 33單擊，選擇Stress，Effective，生成等效應(yīng)力圖，如圖34所示：圖 343、點(diǎn)追蹤：?jiǎn)螕?，在長(zhǎng)方體坯料上選擇寄個(gè)有代表性的九個(gè)點(diǎn)，選擇Next，將會(huì)在后處理窗口顯示9個(gè)點(diǎn)的受壓變化曲線，當(dāng)進(jìn)行受壓演示時(shí)，可在曲線上觀察到所選點(diǎn)的受力情況如圖35、36、37所示：圖 35圖 36圖 374、力行程曲線：?jiǎn)螕?，選擇stroke,點(diǎn)擊ok，如圖38、39所示：圖 38圖 39五、分析結(jié)論由等效應(yīng)力變化曲線可以看出，等效應(yīng)力在不斷增大，應(yīng)力在極短的時(shí)間內(nèi)就達(dá)到了很高的值，隨后應(yīng)力值增長(zhǎng)變得比較緩慢。從等效

10、應(yīng)力曲線以及等效應(yīng)力圖可以看出該工件接觸上下模表面邊緣部分應(yīng)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(cè)面擴(kuò)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(diǎn)鼓形。若工件發(fā)生失效時(shí)，在這個(gè)部位是最先發(fā)生的；因?yàn)楣ぜ南履Ｊ庆o止的，運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的追蹤過(guò)程中在長(zhǎng)方坯工件上一共選了不同位置的九個(gè)點(diǎn)，從最后點(diǎn)追蹤受壓變化情況曲線中可以看出在剛開(kāi)始階段每個(gè)點(diǎn)的所受到的力是一樣的，但是隨后各個(gè)點(diǎn)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(gè)階段上升，第一階段為彈

11、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(guò)程中產(chǎn)生了加工硬化，使其變形抗力增加，故載荷力繼續(xù)增加，行程變化減小。六、總結(jié)在這次DEFORM上機(jī)實(shí)驗(yàn)前我認(rèn)真的學(xué)習(xí)了上機(jī)課件中DEFORM-3D實(shí)例手冊(cè)，做好課前的準(zhǔn)備因此比較順利的完成了這次上機(jī)實(shí)驗(yàn)?；菊莆樟死肈EFORM-3D建模的基本步驟，學(xué)會(huì)對(duì)DEFORM-3D模擬的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)最后的模擬結(jié)果分析還了解了長(zhǎng)方坯工件在室溫下的受壓應(yīng)力、應(yīng)變、位移變化情況。DEFORM建模相對(duì)于ANSYS比較起來(lái)要簡(jiǎn)單，操作步驟沒(méi)有那么繁瑣，而且在deform的后處理中可以進(jìn)行點(diǎn)追蹤，不僅可以追蹤到點(diǎn)的位置而且可以追蹤到這些位置的參數(shù)；還有就是目標(biāo)分割，可用來(lái)切割物體可以很清晰的查看物