有限元模拟技术.ppt

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内内容容413有限元模拟技术的概述有限元模拟技术的概述2DEFORM模拟软件在材料加工中的应用举例模拟软件在材料加工中的应用举例DEFORM模拟软件的简介模拟软件的简介DEFORM模拟软件的系统结构及产品功能模拟软件的系统结构及产品功能6有限元模拟软件的概述有限元模拟软件的概述有限元的基本思想在20世纪40年代初就已经提出，到70年代才开始逐渐被应用，应用的范围，分析的对象也越来越广，分析的作用也更加强大有限元法有限元法求解数学表述的连续体问题的一种一般离散化方法。

把整个系统分解成性态容易了解的单个的元件或“单元”，然后由这些元件重建原来的系统，以研究其性态变化等。

数值模拟：

求偏微分方程的数值解静态静态隐式隐式动态动态显式显式有限元模拟算法有限元模拟算法1.有限元法、有限元法、2.边界元法、边界元法、3.离散单元法离散单元法4.有限差分法有限差分法数值模拟方法算法的选择算法的选择，本构关系，本构关系技术关技术关键键接触、缺陷处理接触、缺陷处理仿真与集成仿真与集成单元技术及网格划分单元技术及网格划分几何建模几何建模后处理后处理求解求解前处理前处理分析过程分析过程应应用用以对工艺参数和几何参数进以对工艺参数和几何参数进行优化计算，从宏观分析发行优化计算，从宏观分析发展到微观分析，可以预测弹展到微观分析，可以预测弹性回复性回复残余应力、加工硬化，残余应力、加工硬化，预测工件在变形过程中的微预测工件在变形过程中的微观组织，观组织，模拟退火、正火等模拟退火、正火等热处理过程中的材料组织化；热处理过程中的材料组织化；还能分析较复杂的耦合问题还能分析较复杂的耦合问题常见的模拟软件常见的模拟软件CMGSUITEABAQUSHYPERMESHSYSWELDDEFORMMOLDFLOWCATIADYNAFORMANSYSLOGO由美国OhioClumbus公司开发，前身是美国空军Battle实验室开发的ALPID软件，主要用于塑性加工，热处理等工艺专门适用于塑性加工领域的CAE分析软件基于有限元的工艺仿真系统2DEFORM模拟软件的简介模拟软件的简介LOGO软件产品软件产品DEFORM-2DDEFORM-HTModuleDEFORM-PCDEFORM-ToolsDEFORM-3DLOGODeform-3D软件的优点设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本提高模具设计效率，降低生产和材料成本缩短新产品的研究开发周期后处理菜单为用户提供了直观方便的评价成形过程LOGO高度模块化、集成化的有限元模拟系统高度模块化、集成化的有限元模拟系统3DEFORM模拟软件的系统结构模拟软件的系统结构LOGODEFORMDATABASESimulationEngineUtilityPreprocessorPostprocessorCAD/CAMMashgeneratorMaterialDataBaseFEMTerminalPrinterDEFORM系统结构DEFORM模拟软件的产品功能模拟软件的产品功能产品功能产品功能用于热、用于热、冷、温冷、温成形成形自动网格自动网格再剖分再剖分自动生自动生成边界成边界条件条件集成有成集成有成形设备模形设备模型型解决胀解决胀压成形压成形工艺工艺单步模单步模具应力具应力分析方分析方便快捷便快捷热交换热交换分析分析后处理功后处理功能强大能强大自定义过程，计算准确可靠自定义过程，计算准确可靠软软件件持持续续升升级级，在在线线帮帮助助提提供供了了146种种材材料料数数据据库库模模拟拟3D材材料料流流动动的的理理想想工工具具以以DEFORM软件在塑性成形中的件在塑性成形中的应用用为主，以主，以TiAl合金的包套合金的包套镦粗以及方形件的粗以及方形件的锻压为例，例，详细介介绍deform的功能，的功能，应用的步用的步骤，以及可以解，以及可以解决的一些主要决的一些主要问题DEFORM模拟软件在材料加工中的应用模拟软件在材料加工中的应用5前期造型前期造型模拟的前处理模拟的前处理AB后处理操作后处理操作D启动模拟计算器启动模拟计算器C模型接口格式模型接口格式：

STL、UNV、PDA、AMGPro/E进行建立三行建立三维几何几何实体模型体模型材料的不同参数组合图前期造型前期造型TiAl合金的直径为14mm材料参数：

模拟前处理模拟前处理l几何模型的导入几何模型的导入l网格划分网格划分l材料定义材料定义l物体的接触和摩擦定义物体的接触和摩擦定义l模拟参数的设定模拟参数的设定创建一个新的题目创建一个新的题目设置模拟参数对象的导入上模包套TiAl合金下模网格划分网格划分网格数为网格数为5000的包套的包套网格数为网格数为500的包套的包套材料的定义key文件文件TiAl合金的材料为：

Ti-46.3Al-2.0V-1.0Cr-0.5Ni-3_s002包套的材料选择321不锈钢模模型型定定位位定位前的模型定位前的模型定位后的模型定位后的模型接触关系定义接触关系定义上下模移动参数及物体温度模拟控制设置生成数据库文件综上本模拟试验中所选取的基本参数：

综上本模拟试验中所选取的基本参数：

TiAl合金坯料的直径为14mmTiAl合金坯料髙径比为2，2.5，3包套材料为321不锈钢，厚度为3，5，8mm上下模尺寸为505015mm，温度为20TiAl合金的温度为1150上模向下运动的速度为1mm/sec各物体之间的接触摩擦系数为0.3公差设为最佳值模拟控制中步长设为0.7mm模拟的步数根据压下量进行计算LOGO启动控制模拟器网格重划分LOGO后后处处理理可以对整体进行分析可以对整体进行分析可以进行点追踪可以进行点追踪图形界面比较清晰，直观形象图形界面比较清晰，直观形象应够对对个物理量进行分析应够对对个物理量进行分析LOGOLOGOLOGOLOGOLOGO点点追追踪踪LOGO髙髙径径比比为为2包套厚度为包套厚度为3mm包套厚度为包套厚度为5mm包套厚度为包套厚度为8mmLOGO当变形量达到70%时各点的应变值髙径比为2髙径比为2.5髙径比为3包包套套厚厚度度为为3优越优越性性保证工件质量保证工件质量减少消耗减少消耗提高竞争力提高竞争力描述金属流动描述金属流动预测出现的缺陷预测出现的缺陷降低制造成本降低制造成本缩短开发周期缩短开发周期提高模拟的效率和精提高模拟的效率和精度度提高分析模拟能力提高分析模拟能力研究新的可视化技研究新的可视化技术术CAD-FEM-CAD接接口技术口技术发发展展方方向向