Deform实验报告镦粗报告.docx
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Deform实验报告镦粗报告
实验报告
实验名称EFORM-3D徹粗仿真实验
实验课程锻造工艺及模具设计
指导教师
专业班级
姓名
学号
成绩
2013年4月1日
实验一DEFORM-3D徹粗仿真实验
1实验目的与内容
1.1实验目的
通过DEFORM软件平台实现徹粗过程的仿真模拟实验。
了解材料在不同工艺条件下的变形流动情况，熟悉徹粗变形工艺特点。
掌握圆柱体徹粗过程的应力应变场分布特点。
1.2实验内容
运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。
图1徹粗实验模型
（一）工艺条件
上模：
0200X50,刚性材料，初始温度200°C；下模：
200X200X40o
工件：
16钢，尺寸如表1所示。
表1实验参数
序号
圆柱体直
径，mm
圆柱体高
度，mm
摩擦系数，
滑动摩擦
加热温
度°C
锤头运动速度，
mm/s
徹粗行程
1
80
150
0
900
500
40
2
80
150
0.2
1200
500
40
3
80
250
0
900
500
40
4
80
250
0.2
1200
500
40
（-）实验要求
（1）运用三维如阿健绘制各模具部件及棒料的三维造型，以Stl格式输出；
（2）设计模拟控制参数；
（3）DEFORM前处理与运算；
（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图；
（5）比较方案1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因；
（6）提交分析报告及分析日志文件（log）o
2实验过程
1）建模
通过UG将压缩的模型绘制出来，分别为坯料圆柱直径80mm高150mm和圆柱直径80mm高250mm,并将它们各自的三部分分别导岀为stl格式，并保存。
2）徹粗模拟
a.打开一个deform软件，新建一个文件。
（Insertobject）添加坯料
Workpiece,上模TopDie,下模BottomDie,并导入相应的之前保存的stl格式文件（Import）；
b.修改坯料的General,其中设定ObjectType为plastic,AssignTemperature为给定的900/1200；（Mesh）将坯料分为20000/40000份,并预览（Preview）,GeneralMesh；选择坯料的材料（Materia1）为16号钢；在Property中计算坯料的体积，选择自动计算（Active）;
c.修改TopDie的General,其中设定ObjectType为Rigid,AssignTemperature为200；设定其Movement速度为500in/sec;
d.设定BottomDie的General,其中设定ObjectType为Rigid,AssignTemperature为200；
e.设定SimulationControl中的Units为SI,Step中的StartingStepNumber为・1,NumberofSimulationSteps为40,StepIncrementtoSave为1,PrimaryDie为TopDie,WithConstantDieDisplacement为lin.,然后点击OK。
f.设置摩擦系数，分别为0和0.2
g.保存并检核（Check）,然后退出
h.运行（Run）
3）后处理
可以通过选择查看压缩的每一步的变形过程，Damage,Strain-Effective,
StrainRate・Effective,StressEffective,StressMax-Principal,Temperature、以及载荷行程曲线等。
通过这些参数来检查所设定的这些数据是否合理。
3实验结果及讨论
1）变形过程（抓取6步）
第一组数据：
第二组数据:
第三组数据:
第四组数据:
&1tp•!
5*冲9
If■512
2）载荷行程曲线第一组数据：
第二组数据:
&l*p1*1
第三组数据:
第四组数据:
JL
LomIRr*«Ua
环p34
Strp3
3）等效应变（抓取6步）
第一组数据:
第二组数据:
第三组数据:
Ay«HV
第四组数据:
dkrM\.EAM«J
ts■皿
4）等效应力（抓取6步）第一组数据：
第二组数据:
第三组数据:
第四组数据:
0沙
I
y
5）最大应力分布（抓取6步）第一组数据：
第二组数据:
第三组数据:
A4>4M
ao孚
A0
O5JW8
第四组数据:
*u.
■
•M
41
H处
IFI
4实验小结
答：
通过1、2、3、4的变形可以看出，1和3没有在压缩的过程中是属于均
出现鼓形轮廓。
圆柱体在徹粗时除了受到变形工具的压缩力外，在断面接触处
有摩擦力作用,
摩擦力阻碍金属质点横向流动，使得圆柱体产生鼓形。
对比2
和4可知，2比4出现的鼓形更为明显。
比较损伤情况，由于1和3是不存在摩擦力的，它们是属于均匀变形的，损伤系数几乎为0。
而2和4存在摩擦系数不为0,产生的不均匀变形，出现了鼓形，存在缺陷或缺陷隐患。
无摩擦徹粗时应变分布比较均匀，有摩擦存在时徹粗应变是不均匀的。
摩擦系数和高度都对变形有影响。
比较1和3的变形情况可以看出1和3变形都比较均匀，因为他们的摩
力都是0,温度也是相同的900摄氏度；损伤度也几乎很少；但是1最终的
等效应变约为0.31,而3最终等效应变约为0.17；就等效应力看，1的最终等效应力约为47,而3最终的等效应力就比它小，约为38；
圆柱体的摩擦系数为0的时候，其表面应变与内部的应变分布都比较均
匀，变形为均匀的变形；摩擦系数为0.2的时候，表面的应变与内部的应变分布不均匀，各部分的最大应变都存在明显的差异。
比较载荷行程曲线，1、2、3、4都是上升的趋势，主要分为两段，第一段为弹性变形阶段，载荷曲线的斜率较大；第二段为塑性变形阶段，载荷曲线
的斜率比较小。
摩擦力越大，载荷力越大；反之，载荷力越小。
高度越低载荷力越大，高度越高，载荷越小。
综上所诉：
工具与坯料之间的摩擦力会影响坯料变形的均匀性，若是存
的变形。
摩擦系数的不同和圆柱体的高度不同都在不同程度上的影响到徹粗
的变形情况，应力应变分布等情况。
本次试验通过三维软件UG和模拟软件Deform对徹粗试验进行了模拟试验，通过比较不同的摩擦系数、不同的变形温度、不同的高度对坯料的变形、载荷力、应变、应力等进行了模拟。
通过这样的分析，比较出了摩擦和高度对各指标的影响，以及分析这样的工艺参数是不是有不合理，是否会出现缺陷，通过这样的模拟，选择到合适的工艺参数，方便了徹粗的进行。
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