第6章道釘成形分析

1、第第1章塑性成形章塑性成形CAE技術(shù)技術(shù)北大出版社配套電子課件北大出版社配套電子課件第第6章章 道釘成形分析道釘成形分析 了解道釘成形仿真過程的設(shè)置，掌握熱成形分析的設(shè)置步驟； 掌握熱分析的邊界條件的設(shè)置； 掌握多工序成形分析的設(shè)置步驟?！颈菊陆虒W(xué)要點】【本章教學(xué)要點】知識要點能力要求相關(guān)知識熱成形分析技術(shù)掌握熱傳遞分析的基本步驟，掌握熱傳遞和成形分析之間的耦合熱交換面的設(shè)置，DB文件的打開及編輯，熱分析結(jié)果的顯示熱邊界條件的設(shè)置掌握塑性成形分析對稱面的設(shè)置技術(shù)對稱面的添加、刪除及編輯分析的多工序掌握工序之間的銜接技術(shù)應(yīng)變的保留、溫度的梯度及對塑性的影響導(dǎo)入案例 道釘就是這鐵路等使用的螺釘，如

2、圖6-1所示，其實也是一種舶來物，是從國外傳過來的一種先進(jìn)的交通安全產(chǎn)品。道釘?shù)囊环N英文名字叫：Raised pavement marker 這是美式英語的一種叫法，原意是突起路標(biāo)，道釘?shù)牧硪粋€英文名字是：road stud，這是英國英語或歐洲的一種叫法，意思是路上的釘子，以形容其帶釘?shù)男螤?。我們國家的國?biāo)中選用的道釘英文單詞是美國的Raised pavement marker。道釘類產(chǎn)品 本章介紹 本章主要是通過道釘?shù)某尚芜^程，讓讀者掌握熱傳導(dǎo)的分析，熱成形分析。本案例重點掌握以下內(nèi)容：熱傳導(dǎo)分析的邊界條件設(shè)置，多工序過程分析技術(shù)。此零件的成形工藝分析，需要很多工序，本章需要掌握的內(nèi)容只講解

3、其中三個工序。6.1分析問題分析問題 此案例是一個熱鍛成形工藝。 工藝參數(shù)： 幾何體和工具采用1/4來分析 單位：英制（English） 坯料材料（Material）:AISI-1025 模具材料（Material）：AISI-H-13 坯料溫度（temperature）:2000F 模具溫度（temperature）:300F 上模速度:2in/sec 模具行程：0.75in 對于這個熱成形工藝進(jìn)行數(shù)值仿真，我們要分三個工序進(jìn)行分析。 （1）模擬10秒時間坯料從爐子到模具的熱傳遞。這是從爐子里拿出來進(jìn)行鍛造之前工件和空氣之間進(jìn)行的熱交換。 （2）坯料停留于下模停留的2秒進(jìn)行模擬。這個過程也是

4、一個熱傳遞的模擬。 （3）進(jìn)行熱傳遞和鍛造工藝共同進(jìn)行的耦合分析過程。6.2熱傳導(dǎo)工序分析熱傳導(dǎo)工序分析 6.2.1創(chuàng)建一個新問題創(chuàng)建一個新問題 窗口中輸入題目的名稱窗口中輸入題目的名稱(Problem name)Spike 6.2.2設(shè)置模擬控制參數(shù)設(shè)置模擬控制參數(shù) 在前處理控制窗口中點擊按鈕 ，在彈出的Simulation Controls窗口中，把模擬標(biāo)題（Simulation Title）改為Spike Forging，工序名稱（Operation Name）改為Transfer from Furnace，Mode中取消選擇Deformation，選中Heat Transfer，Ope

5、ration Number設(shè)為1。6.2.3定義毛坯的溫度及材料定義毛坯的溫度及材料 （1）此時默認(rèn)選中Workpiece，點擊 按鈕，物體類型（Object Type）采用默認(rèn)的塑性體（plastic）。 （2）點擊按鈕 ，在出現(xiàn)的對話框中輸入2000，如圖6-6所示，點擊 ，結(jié)束對話框。 6.2.4幾何體導(dǎo)入幾何體導(dǎo)入 （1）點擊按鈕 ，然后選擇 按鈕，在彈出的讀取文件窗口中找到 Spike_Billet.STL(DEFORM3DV6_1Labs)并加載此文件。 （2）在Objects窗口中點擊按鈕 ，在物體的列表中增加了一個名為Top Die的物體，并點擊 按鈕， 選擇 按鈕，導(dǎo)入Spi

6、ke_TopDie1.STL (DEFORM3DV6_1Labs)。 （3）點擊按鈕 ，增加一個名為Bottom Die的剛性物體，點擊按鈕導(dǎo)入Spike_BottomDie.STL，導(dǎo)完的幾何體如圖。6.2.5劃分坯料網(wǎng)格劃分坯料網(wǎng)格6.2.6定義熱邊界條件定義熱邊界條件 這是一個 1 / 4 對稱體的一部分，所以在分析中，要通過邊界條件的定義體現(xiàn)出來，因為我們要分析熱問題，所以制定一熱邊界條件即可。這一步操作不許是對己經(jīng)劃分網(wǎng)格的物體才能操作。選擇 Workpiece ，點擊按鈕 BCC ，彈出對話框，在 BCC Type 下選擇 Thermal 類中的 Heat Exchange wit

7、h Environment 在選擇右面的按鈕 Define ，在彈出的窗口中，設(shè)置環(huán)境溫度為 706.2.8進(jìn)行計算進(jìn)行計算 選在DEFORM-3D的主窗口中，選擇Simulator中的開始模擬。6.2.9后處理后處理6.3坯料與下模熱傳導(dǎo)工序坯料與下模熱傳導(dǎo)工序 6.3.1打開前處理文件打開前處理文件6.3.2定義上模定義上模 （1）選中Top Die，點擊 按鈕，物體類型（Object Type）保持默認(rèn)的的剛形體（Rigid）。點擊 按鈕，在對話框中輸入300，點擊 ，結(jié)束對話框。定義模具的材料定義模具的熱邊界條件選擇除對稱面之外的所有面 6.3.3定義下模定義下模（1）溫度300; (

8、2)H13; (3)劃分網(wǎng)格默認(rèn)；（4）定義熱交換面。6.3.4調(diào)整工件位置調(diào)整工件位置6.3.5定義接觸關(guān)系定義接觸關(guān)系Bottomp Die-Workpiece， 6.3.6設(shè)置控制參數(shù)設(shè)置控制參數(shù)6.3.7檢查生成檢查生成db文件文件6.3.8進(jìn)行計算進(jìn)行計算6.3.9后處理后處理6.4熱鍛成形成形工序熱鍛成形成形工序 6.4.1 打開原來的數(shù)據(jù)文件打開原來的數(shù)據(jù)文件6.4.2 改變模擬控制參數(shù)改變模擬控制參數(shù)6.4.3坯料邊界條件坯料邊界條件 選中工件Workpiece，點擊 ，選中圖標(biāo) ，分別選中坯料的對稱面，并分別點擊 ，增加（1，0，0）和（0，1，0）對稱面。設(shè)置完成以后對稱面處如圖6-39。6.4.4添加體積補(bǔ)償參數(shù)添加體積補(bǔ)償參數(shù) 選中工件Workpiece 6.4.5上模對稱及運(yùn)動設(shè)置上模對稱及運(yùn)動設(shè)置 選中上模Top Die 6.4.6下模對稱設(shè)置下模對稱設(shè)置 選中上模Bottom Die，點擊 ，點擊標(biāo)簽 ，分別選中下模的對稱面，并點擊 。6.4.7定位上模定位上模6.4.8設(shè)置接觸關(guān)系設(shè)置接觸關(guān)系6.4.9生成數(shù)據(jù)文件生成數(shù)據(jù)文件6.4.10進(jìn)行模擬進(jìn)行模擬 選在DEFORM-3D的主窗口中，選擇Simulator中 的開始模擬。6.4.11后處理后處理【綜合習(xí)題】 一、簡答題 （1）坯料在熱成形的時候都和哪些物