Deform模拟说明书文档格式.docx

Deform模拟说明书文档格式.docx

《Deform模拟说明书文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Deform模拟说明书文档格式.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

为防止挤压力过大，挤压表面质量过差，挤压模使用锥模结构，如图2-1所示。

2.2工模具尺寸设计

挤压所用坯料为90×

30mm的黄铜圆棒，故挤压筒的内径、挤压垫的外径和锥模的入口锥直径均为90mm。

2.2.1挤压垫尺寸设计

挤压垫做成圆形，其外径为90mm，厚度为直径的0.2～0.7倍（即18～63mm）。

2.2.2挤压筒尺寸设计

挤压筒在挤压过程中防止坯料金属外流，内径与坯料尺寸匹配为90mm，挤压筒长度Lt计算式为：

Lt=（Lmax+L）+S+t

式中 

Lmax——锭坯最大长度，对铜合金为（1.5～2.5）D0；

L——锭坯穿孔时金属增加的长度；

t——模子进入挤压筒的深度；

S——挤压垫厚度。

由此挤压筒长为320mm。

挤压筒外径为内径的4～5倍，即360～450mm，取400mm。

2.2.3挤压模具尺寸设计

挤压模具主要参数，如图2-1所示。

2.2.3.1模角

锥模的模角在45°

～60°

，在此范围内的模挤压力最小。

此设计使用模角为45°

。

2.2.3.2工作带长度hg和直径dg

工作带又称定径带，其用以保证制品尺寸和表面质量。

挤压黄铜时工作带长度一般为8～12mm，此设计选用工作带长度为hg=10mm。

模子工作带直径与实际所挤压的制品直径并不相等。

挤压棒材时的模孔直径为：

dg=（1+k）d0

式中d0——棒材的名义直径；

k——裕量系数,对黄铜而言，裕量系数k=1%～1.2%。

图2-1 

模具结构尺寸图

则工作带直径为：

dg=60×

（1+1%～1.2%）mm=（60.6～60.72）mm

对此设计选用工作带直径dg=60.6mm。

2.2.3.3出口直径Dch

模子的出口直径一般应比工作带直径大5mm左右，此设计出口直径Dch=70.6mm。

2.2.3.4模具直径D和厚度H

模子的外圆直径D和厚度主要取决于其强度和标准化系列来考虑的。

根据经验，对棒材，模子的外圆直径D=（1.25～1.45）Dp，故模子的外圆直径选择D=100mm。

模子的厚度H在近年有减薄的趋势，其强度主要依靠模垫和其他支承环来保证。

但是，从提高模子强度和减轻弹性变形方面考虑，H又应增大。

根据挤压机的能力大小取H=55mm。

2.2.3.5入口圆角半径R

入口圆角半径R的作用是为了防止低塑性合金在挤压时产生表面裂纹和减轻金属在进入工作带时所产生的非接触变形，同时也为了减轻高温下挤压时模子的入口棱角被压颓而很快改变模孔尺寸用的。

入口圆角半径R的选取与金属的强度，挤压温度和制品的尺寸有关：

对黄铜取2～5mm。

此设计R=2mm。

第三章Deform数值模拟

3.1创建三维模型

利用AutoCAD按图3-1所示尺寸分别建立坯料、挤压垫、挤压模、挤压筒的实体模型（在挤压过程中只有坯料为刚塑性体，挤压工具均设置为刚性，故图中尺寸仅为模拟的示意尺寸，将所建立的实体文件以“*.STL”格式分别保存。

并分别命名为：

workpiece.STL、TopDie.STL、bottomdie.STL、middledie.STL。

图3-1挤压坯料和工模具实体示意图

3.2Deform模拟前处理

3.2.1设置模拟控制条件

模拟名称为“jy”，设置单位类型“SI”即国际单位制，并激活“Deformation”项，完成设置后退出。

3.2.2创建对象

3.2.2.1导入变形体

导入变形体（即坯料），更改名称为“workpiece”，设置其为“Piastic”，工作温度为500℃。

3.2.2.2导入主动模具

导入主动模具（即挤压垫），更改名称为“TopDie”，设置其为“Rigid”，并激活主动模具开关。

3.2.2.3导入其他模具

导入挤压筒和挤压模具，更改名称分别为“middledie”和“bottomdie”，并设置为“Rigid”。

3.2.3划分网格

选中“workpiece”对象，使其高亮显示，打开“mesh”对话框，在“numberofelements”输入栏中，输入20000，单击网格生成按钮，生成网格。

3.2.4定义材料

选中“workpiece”对象，使其高亮显示，打开“general”对话框，在“material”栏中，双击“other”,选定“DINCuZn40Pb2”，单击

确定材料。

3.2.5定义驱动条件

在对象树中，单击“topdie”,使其高亮显示，打开“movement”对话框，选择“translation”标签。

在“type”栏中选中“speed”；

在“direction”栏中选中“z”，在“constantvalue”输入栏中输入“2”，即定义挤压垫运动速度为2mm/s。

3.2.6设置模拟控制信息

3.2.6.1步数步长设置

选择“simiulationcontrols”命令，弹出“simiulationcontrols”对话框，打开“step”模拟步设定菜单。

操作步骤如下：

选择“general”标签，在“startingstepnumber”输入栏中输入“-1”。

在“numberofsimulationsteps”输入栏输入“40”。

在“stepincrementtosave”输入栏中输入“2”。

在“primarydie”输入栏中设定对象为“2-topdie”。

在“solutionstepdefinition”栏中选取“withdiedisplacement”选项，在下拉菜单中选择“constant”，其输入栏中输入“0.75”。

3.2.6.2计算方法选择

打开“interation”菜单，选择“deformation”标签，选择系统默认的“directinteration”。

3.2.7设置对象间关系

选择“inter-object”命令，打开对象关系菜单，单击“yes”按钮添加默认对象间关系，弹出“inter-object”对话框。

单击“

（2）topdie-

（1）workpiece”关系图标，使其高亮显示，单击“edit”按钮，弹出“inter-objectdatadefinition”对话框，选择“deformition”菜单，在“type”栏中选择“shear”摩擦类型，在“value”栏选择“constant”系数，对应输入栏输入摩擦因数0.12，单击“close”按钮，返回到“inter-object”对话框。

单击“applytootherrelations”按钮，将其复制到所有关系对中。

单击接触容差按钮生成接触容差，单击“generalall”按钮生成接触，模具与坯料间接触点高亮显示，若接触正确，单击“ok”按钮退出关系设定窗口。

3.2.8生成数据库

选择“database”命令，弹出“databasegeneralation”对话框，单击“check”按钮，检查数据库是否能生成。

单击“generate”按钮生成数据库文件。

单击“close”按钮，退出数据库生成菜单。

3.3分析模拟

数据库生成后，退出前处理窗口，回答deform软件的主界面，在项目栏中已存在“jy.db”数据库，此数据库就是用户提交运算的数据库文件。

激活此数据库文件，使其高亮显示，单击“start”按钮，打开运算菜单，向FEM运算器提交运算命令。

系统提示normolstop：

Theassignedstepshavebeencompeted，表示模拟计算过程完成。

3.4后处理

3.4.1查看求解结果

在

（statevariable）下拉菜单中，选择“strain-effective（等效应变）”选项，在

（stepsetup）下拉菜单中，选择“step-24”，视窗将显示第24步的等效应变分布情况，如图3-2所示。

下拉菜单中，选择“stress-effective（等效应力）”选项，在

下拉菜单中，选择“step-30”，视窗将显示第30步的等效应力分布情况，如图3-3所示。

图3-2 

第24步等效应变分布图 

图3-3 

第30步等效应力分布图

下拉菜单中，选择“velocity-totalvel（流动速度）”选项，在

下拉菜单中，选择“step-26”，视窗将显示第26步的流动速度分布情况，如图3-4所示。

下拉菜单中，选择“stress-maxprincipal（最大应力）”选项，在

下拉菜单中，选择“step-28”，视窗将显示第28步的最大应力分布情况，如图3-5所示。

图3-4第26步流动速度分布图 

图3-5第28步最大应力分布图