DEFORM2D软件的操作与实例演练.docx
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DEFORM2D软件的操作与实例演练
学生学号
实验课成绩
学生实验 报告书
实验课程名称
材料成型CAE综合实验
开 课学院
指导教师姓名
学生姓名
学生专业班级
--
学年
第
学期
实验教学管理基本规范
实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节;实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。
为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法,改善实验教学效果，提高学生质量,特制定实验教学管理基本规范。
1、本规范适用于理工科类专业实验课程,文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况参照执行或暂不执行。
2、每门实验课程一般会包括许多实验项目,除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实验报告外,其他实验项目均应按本格式完成实验报告。
3、实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。
每部分均在实验成绩中占一定比例。
各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。
各专业也可以根据具体情况,调整考核内容和评分标准。
4、学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。
教师要在实验过程中抽查学生预习情况,在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况,并在实验报告第二部分教师签字栏签名,以确保实验记录的真实性。
5、教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。
在完成所有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册,构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。
6、实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。
附表：
实验考核参考内容及标准
观测点
考核目标
成绩组成
实验预习
1．预习报告
2．提问
3．对于设计型实验,着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性
对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力
20%
实验过程
1．是否按时参加实验
2．对实验过程的熟悉程度
3．对基本操作的规范程度
4．对突发事件的应急处理能力
5．实验原始记录的完整程度
6．同学之间的团结协作精神
着重考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神
３０％
结果分析
1．所分析结果是否用原始记录数据
2．计算结果是否正确
3．实验结果分析是否合理
4．对于综合实验,各项内容之间是否有分析、比较与判断等
考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神
5０%
实验课程名称：
材料成型CＡE综合实验
实验项目名称
DEFOＲM-2D软件的操作与实例演练
实验成绩
实 验者
专业班级
组别
同 组者
实验日期
第一部分：
实验预习报告（包括实验目的、意义,实验基本原理与方法,主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）
一、实验目的
1）了解认识DEFORM软件的窗口界面。
2）了解ＤＥFＯRM界面中功能键的作用。
3）掌握利用DＥＦORM有限元建模的基本步骤。
4）利用DＥFOR模拟铸造成型过程（包括Pre、Sｉmuｌatｏｒ、ＰｏstＰrocesser）。
二、实验原理
DEＦＯRM是一套基于有限元的工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。
通过在计算机上模拟整个加工过程,帮助工程师和设计人员:
设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本。
提高工模具设计效率,降低生产和材料成本。
缩短新产品的研究开发周期。
DＥＦOＲM－2D（二维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN,DEC，IＢM）和Winｄｏｗs－ＮＴ微机平台。
可以分析平面应变和轴对称等二维模型。
它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。
三、实验步骤
1.ＤＥFORM前处理过程（Pre Processer）
1）进入ＤＥFORM前处理窗口。
2）了解ＤEFORM前处理中的常用图标
3）设置模拟控制
4）增加新对象
5）网格生成
6）材料的选择
7）确立边界条件
8）温度设定
9）凸模运动参数的设置
10）模拟控制设定
11）设定对象间的位置关系
１2）对象间关系“Inter－Ｏbject”的设定
13）生成数据库
1４）退出前处理窗口
2．ＤEFORM求解（SimulatorProｃesser）
3．DＥFOＲM后处理（Pｏｓt Pｒoceｓｓer）
１）了解DEFＯRM后处理中的常用图标。
2）步的选择
3）真实应变
4）金属流线
5）载荷——行程曲线
四、实验任务
已知条件ﻭ毛坯尺寸：
底面半径6０ｍｍ,高度2０0mm
毛坯材料:
AIＳI-102５[18０0-2200F（1000－1200℃）ﻭ毛坯温度:
12００℃
单元数:
1000ﻭ模具尺寸:
宽度2０0，高度60ﻭ上模压下量１00ｍｍ,压下速度１0mm/s
完成如下操作ﻭ
（1）建立DEFOＲM-2D/Ｐrepｒocesｓor圆柱体镦粗模拟分析模型，生成以“姓名拼音-学号”命名的.ＤB文件，如：
金坤操作命名为JｉnＫun－06ﻭ（２）对镦粗过程进行模拟，完成以下操作：
1）测量压下量分别为25mm、5０mm、75mm、1０0mｍ时毛坯底面半径和最大半径，作出行程－毛坯底面半径、行程-毛坯最大半径变化曲线。
2）输出毛坯等效应变图
３）输出载荷-行程曲线ﻭﻭ（３）对上模压下速度分别为1０mｍ/s、20mm/s、30ｍｍ/s、40mm／s进行模拟,完成以下操作:
1）测量四种上模压下速度下,毛坯最终成形底面半径和最大半径，作出速度－毛坯底面半径、速度-毛坯最大半径变化曲线。
2）测量四种上模压下速度下,毛坯最大载荷值,作出速度-载荷变化曲线 ﻭ3）测量四种上模压下速度下,毛坯最大和最小等效应变值,作出速度-最大应变、速度-最小应变变化曲线。
第二部分：
实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）
一、前处理
1.进入DEFORM前处理窗口
在安装有WINdows操作系统和deform-2D软件的系统中，单击启动软件。
选择，增加一个新问题，出现问题设置窗口。
保持系统设置不变，单击next按钮，打开deform-2D前处理器，进入前处理环境。
如图1.1所示：
图1.1
2.设置模拟控
单击
图标，打开“simulationcontrol”窗口。
在该窗口中改变模拟标题为newtrial，选择系统单位为“SI”，其他默认为系统设置，单击OK按钮退出窗口。
如图2.1所示：
图2.1
3.增加新对象通过单击对象树下等插入对象按钮
，添加新对象workpiece，单击
按钮，为新增对象建立几何模型。
单击edit按钮，出现一个空白表格，在表格中顺序顺序（逆时针）输入各特征点等坐标X、Y、R。
输入完成后，单击apply按钮，将数据写入系统，此时系统中将显示所见图形。
再次单击插入对象按钮，插入上下模Topdie、bottomdie。
如图3.1所示:
图3.1
4.网格生成
为了将workpiece生产网格，单击mesh按钮。
在Tool标签下对网格数量进行选择，设置为2000，如图4.1.1所示。
在detailedsettings中将SizeRatio设置为1.如图4.2.2所示：
单击GenerateMesh按钮，生成网格如图4.2所示：
图4.2
5.材料的选择
单击“workpiece使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口，单击steel，选择材料AISI-1025[1800-2200F（1000-1200C）]。
单击AssignMaterial按钮，将所选材料导入到Workpiece中，如图5-1所示：
图5-1
6．模拟控制设定
单击
图标，打开模拟控制窗口，再单击step按钮进入步控制，依次对各项进行设置，单击ok退出，如图6所示：
图6
7.确立边界条件
单击按钮
进入边界条件选择窗口，如图7所示：
单击选择按钮，用鼠标选择左上角第一点，继续选择左下角第二点，两点选择后，毛坯对称中心轴将高亮显示，这便是毛坯的边界。
边界选好后，单击按钮，“Velocity”会出现“X，Fixed”，说明边界条件已经确定。
图7
8.温度设定
次单击“workpiece”、“TopDie”、“BottomDie”中的general图标，在“Temperature”中单击Assigntemperature按钮，输入合适的温度值，单击OK，使温度确定下来。
如图8。
图8
9．设置对象间的位置关系
单击
按钮，弹出如图7.1所示的窗口，在此窗口中可设定对象间的位置关系。
单击interference按钮，显示如图7.2所示的窗口。
选择PositioningObject为“Workpiece”，“reference”中选择“TopDie”，在“ApproachDirection”选择方向为“Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凸模的位置关系就确定了。
同理设置“BottomDie”在“ApproachDirection”选择方向为“-Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凹模的位置关系就确定了。
图7.1图7.2
10.对象间关系“Inter-Object”设定
单击
按钮，由于当前没有设定关系，会弹出一个对话框询问是否希望系统添加默认的关系，单击Yes按钮后，进入过盈对象关系设定窗口，如图8.1所示：
图8.1
选择TopDie—
（1）workpiece，单击Edit，将constantly选项设置为0.3，其他为系统默认设置即可，单击close。
同样设置BottomDie—
（1）workpiece。
单击图标
，然后单击GenerateAll按钮，毛坯与凸凹模的接触即生成，单击Ok退出。
如图8.2所示：
图8.2
11.凸模运动参数的设置
单击“Topdie”，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如图9.1所示：
图9.1
12．生成数据库
单击
按钮，出现如图9.1所示的窗口，单击Check按钮，开始对各项数据进行检查。
检查无误后，单击Generate按钮生成数据库。
单击Close按钮，退出该窗口。
图9.1
10.退出前处理窗口
单击保存按钮，关闭前处理窗口。
二．Deform求解
1.打开一个预保存的问题
2.求解，单击Run，开始模拟，如图2.1所示：
图2.1
三．Deform后处理
当模拟完成后，单击“postprocessor”中的“Deform-2DPost”，弹出后处理窗口。
测量镦粗后锻件底面半径
（2）
1）单击按钮
，然后鼠标先后点击镦粗后锻件地面的两断点。
如图1.1所示：
图1.1
压下量（mm）
底面半径（mm）
最大半径（mm）
25
60.96
66.15
50
63.48
72.61
75
67.80
80.15
100
75.00
89.41
2）输出毛坯等效应变图
3）单击图标
，按图3.1所示进行设置，单击Ok得到载荷行程曲线，如图3.2所示：
图3.1
图3.2在速度为20mm/s时的载荷行程曲线
改变上模下压速度，分别为20mm/s、30mm/s、40mm/s进行模拟，求出不同速度下对应的最大载荷值
在速度为20mm/s时的等效应变图和载荷行程曲线
在速度为30mm/s时的等效应变图和载荷行程曲线
在速度为40mm/s时的等效应变图和载荷行程曲线
实验结果：
压下速度（mm/s）
底面半径（mm）
最大半径（mm）
最大载荷值（KN）
最大应变
最小应变
10
75.00
89.41
1210
1.36
0.0234
20
75.45
89.05
1310
1.30
0.0354
30
75.37
88.86
1370
1.29
0.0429
40
75.59
88.74
1410
1.28
0.0484
1）速度-毛坯底面半径、速度-毛坯最大半径变化曲线
2）速度-载荷变化曲线
3）速度-最大应变、速度-最小应变变化曲线
教师签字__________
第三部分结果与讨论（可加页）
一、实验结果分析（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）
（1）在同一压下速度下，若增大压下量，则毛坯底面半径增大，最大半径也增大。
（2）当压下量一定时，若增加压下速度，则底面半径增大，最大半径减小，最大载荷值增大，最大应变减小，最小应变增大。
二、小结、建议及体会
通过老师的讲解和PDF的学习，初步运用了DEFORM进行简易的应用，通过镦粗的前处理和求解以及后处理，对DEFORM有了一个全面的认识，虽然只是材料成型方面的应用，没有涉及到热处理的学习，但感觉DEFORM很强大，如果能把AUTOCAD与DEFORM联系在一起能使自己的学习更加全面。
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