DEFORM3D学习笔记资料讲解.docx
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DEFORM3D学习笔记资料讲解
问题：
1.如何用测量工具测量其底部过渡圆角的半径？
2.如何确定总模拟步长、存储步长、计算步长和计算时间？
还有模具运动速度？
3.接触容差tolerance含义？
其大小对结果有什么影响，一般设定为多少合适？
主界面的【summary】按钮显示当前步骤的模拟信息，包括模具及工件的各种信息；【preview】显示用户在后处理中处理的最后图形；【message】显示模拟进程，用户可以观察目前模拟进行到多少步，每步及每子步模拟所需的时间，以及每子步的模拟误差；【log】显示模拟日志，可以看到模拟过程中每一步的起始和终止时间，及模拟出错的各种信息
前处理窗口：
点击【DEFORM-3DPre】进入DEFORM-3D的通用前处理界面。
点击【Machining[Cutting]】进入DEFORM-3D的机加工向导界面，它包括车削，钻削，铣削等机加工工艺。
点击【Forming】进入DEFORM-3D的成形向导界面，它包括冷成形，温成形，热成形等工艺。
点击【DieStressAnalysis】进入DEFORM-3D的模具分析向导界面。
点击【Cogging】进入DEFORM-3D的粗轧向导界面。
模拟控制：
点击【Run（options）】进入模拟选择对话框，有多个处理器时，选择multipleprocessor对话框，并进行个处理器任务设置，若是单机则不要选此项，否则模拟无法进行；点击【BatchQueue】进入模拟任务队列设置对话框，用户有多任务时，可安排模拟的先后顺序；点击【ProcessMonitor】进入模拟控制菜单，点击按钮abort来结束当前模拟任务，但模拟会完成当前步。
若要求立即停止模拟，可点击abortimmediately按钮；点击【AddtoQueue】可随时添加模拟任务。
后处理窗口：
用户可在模拟任务正在进行时点击【DEFORM-3DPost】进入后处理界面，
STL文件的生成：
我没有用过pre/E,但是我用solidworks造型时,插入合适的坐标系,并在保存为stl文件时,需设定选项,这样才能保证导入DEFORM前处理的几何坐标系和你在造型软件中的一致,也就不用再花费过多时间调整各objects间的位置了.我是用Solidworks造型的,比如一个简单的圆柱体镦粗过程,在装配图中你应该添加坐标系,将坐标系的原点设在冲头的圆心,并且在保存为stl文件时,设定"保存为"对话框中的选项,如果不知是否正确,可以选择简单的模型试一下,（将几何调入DEFORM前处理并划分网格,然后看结点坐标）,这样就能保证DEFORM中的几何坐标系和你在造型软件中的一致.
6.2文件视图功能操作
正负代表视图法线方向，法向由荧屏向外为正
6环境菜单设置
点击【options】出现下拉菜单——点击【environment】
6.2前处理功能操作
设置好工作目录后进入前处理窗口。
退出前处理窗口时，如果设置的用户类型是初级或者中级，会弹出“询问退出对话框”，询问用户是否存储当前工作。
若设置为高级，次对话框不会显示，并且任何未保存的数据都会丢失。
6.2.1模拟控制窗口
该窗口中有许多变量需要用户设置
Main菜单——【units】选择单位制-国际单位制和英制，允许用户调入模型后在设置单位制。
【Type】模拟方式选择栏，【incremental】是增量模拟方式，【steadystate】稳态模拟方式，一般模拟问题应选择增量模拟方式。
若果用户模拟的是车削或拉伸过程，并且使用的是欧拉计算方法，则选择稳态模拟方式。
【Mode】模拟类型选择栏，【HeatTransfer】是传热模拟，【Deformation】变形模拟，【Transformation】相变模拟，【Diffusion】扩散模拟，【Grain】晶粒度模拟，【Heating】热处理模拟。
Step菜单——模拟控制步菜单，用户可以设置模拟的起始步序号，模拟步数，存储数据的间隔步数。
其余两个用户不需要修改
Stop菜单——如果两个模具之间的距离是停止模拟的标准，则点击DieDistance按钮，按如下步骤操作：
选定参考物1——点击模具地面一点，相应坐标值会出现在Coord栏中——选定参考物2——点击顶面一点，相应坐标值会出现在Coord栏中——打开测距方式【Method】一栏选择ZDistance——在【Distance】一栏中填入测出的距离——点击OK。
RemeshCriteria菜单——网格重划分标准菜单。
重划分网格后原节点信息不丢失。
设定变形物体重划分网格标准，有两种选择，一个是Absolute（绝对值），一个是Relative（相对值），用户一般按相对值设定。
Iteration菜单——求解，迭代方法设定菜单。
对于典型的成形模拟，系统默认的方法就能计算很好，系统默认的迭代方法是直接迭代法。
系统默认的收敛误差值对常规模拟也是合适的，不需修改。
以下三种情况可以使用松弛求解法，利用直接迭代法来模拟：
（1）弹性或弹塑性物体
（2）多个变形物体
（3）模具是由载荷步控制的。
ProcessCondition菜单——工艺条件设定菜单。
Advanced菜单——高级设定菜单。
当前模拟时间在【currentglobaltime】栏中显示，用户通过此栏可知目前模拟经过的时间。
点击【userDefined】用户可设定用户变量，可以添加自定义变量不超过10个
6.2.2材料窗口
Plastic（塑性特性）、Elastic（弹性特性）、Thermal（热传递特性）、Grain（晶粒度）。
与温度有关特性可通过点击其右边编辑按钮进行编辑。
【Flowstress】栏是流变应力方程，由图表形式描述。
允许用户修改，步骤如下：
（1）将试验测得应变值写入应变对话框，温度写入温度对话框；
（2）应变率写入应变率对话框中，【XAxis】栏选择【Strain】。
（3）在下面的应力、应变、应变率数组栏中填入对应的应力
（4）点击【Apply】出现流动应力曲线，若正确点击【OK】
（5）菜单回到材料菜单栏，点击【SaveinLib】存储数据。
若用户想以.k文件的形式存储此材料文件，可点击【Export】,存储到用户指定目录，下次用时可直接从目录中调入。
6.2.3定位窗口
五种定位物体的方法——【Offset】平移、【Interference】接触、【Rotational】旋转、【Drop】下落、【Drag】拖拉。
平移——一种是按坐标平移：
选择要定位的物体，点击距离矢量栏，输入相对坐标值；一种是两点定位：
鼠标点击要定位物体上的一点，接着点击移动的终点，也可直接输入绝对坐标值。
点击【Apply】——点击【OK】.
接触——选择定位物体和参考物-在【ApproachDirection】前进方向一栏定义移动方向-在【Interference】定义接触值-点击【Apply】——点击【OK】.
旋转——在【Center】指定旋转中心，【Axis】指定旋转轴和【Angle】相对旋转角度（可用鼠标指定中心和轴也可直接输入值）
下落——此法对将物体定位于模具中非常有效。
指定下落方向和接触深度值，若允许旋转下落，请点击旋转轴设定。
6.2.4对象间关系定义窗口
点击+按钮增加定义对象间关系对-定义主仆关系-对象间关系信息定义：
摩擦系数【Friction】、剪摩擦【Shear】、库伦摩擦【Coulomb】、摩擦值【value】。
允许用户改动对象间关系容差，用户可以在【Tolerance】栏改动系统给定的值。
6.2.5数据库产生窗口
指定目录-点击【Check】检查模拟设定的信息是否满足生成数据库的条件-点击【Generate】生成数据库
WithConstantDieDisplacement（根据模具位移来确定计算步长方式）、SolutionSteps（计算步长）、PrimaryDie（主模具）
6.3后处理功能操作
在主窗口点击数据库文件，进入后处理窗口
6.3.1物体树显示操作按钮功能介绍
Showitem（物体树中的状态变量显示）、【Showbackface】后表面显示
6.3.2模拟分析功能介绍
【Summary】功能是提取模拟过程的概要信息；
【Graph（Loadstroke）】功能是提取模拟过程受力物体的载荷，以图形形式表达。
Stroke（模拟步）、torque（扭矩）。
点击【Apply】出现图形，判断正确后点击【OK】.
Pointtracking（对变形体的点追踪）：
点击此按钮在点追踪对话框中输入追踪点坐标，也可用鼠标直接点击变形体上的点，最多同时跟踪10个点-NEXT-选取存储文件方式，文件时二进制文件，可用记事本等打开-【Finish】。
等待一段时间，系统会提取此点的所有信息，配合状态变量按钮就可读取此点状态变量信息。
FlowNet-设定流动网格。
点击按钮-选择起始步和终点步-下一步-选择流动网格形状-下一步-区域选择对话框-下一步-定义网格尺寸-下一步-选择始末存储方式-完成
StateVariableBetweenTwoPoints-绘制两点间状态变量分布曲线：
输入始终点坐标，也可在窗口中点击变形体上两点作为始末点，接着点击【Calculate】，在变形体上出现分布点，接着点击【StateVariable】按钮，选择要分析的状态变量，则可绘制出两点间状态变量的分布曲线
Slicing-对物体进行剖切。
两种剖切方式：
一种是一点和一方向矢量；一种是三点法，然后输入数值，确定剖切正确后，点击【OK】
Mirror/RotSymmetry-镜像物体
镜像功能分为两种，一种是对称面镜像，一种是周向镜像。
打开【Add】按钮，接着点击对称面，则对称图形显示在窗口中。
【Delete】删除对称图形，用鼠标点击要删除的物体即可。
DateExtraction-提取选定步的变量信息。
首先在模拟步中选定要分析的模拟步-选定要分析的物体-在【Variable】栏中选定要分析的变量-点击【Extract】，选定存储路径保存，可用记事本等打开。
StateVariable-选取要分析的变量。
选定要分析的变量-【Type】栏中选取变量显示方式（等高线、云图等显示方式）-选取显示比例-【OK】
Animationsetup-模拟过程的动画设置及录制。
点击此按钮-【File】栏中设定动画文件存储的位置-填写动画文件的名称-设定动画文件的第一个图片的名称。
把动画文件一图片的格式的存储，用Defplay软件播放。
Animationcontrol-播放录制的动画。
6.3.3其他后处理操作按钮功能介绍
Chapter7锻压模拟
任务：
模拟计算步长的确定
DEFORM-3D主窗口更改工作目录
创建新项目：
点击新建——【Deform-3Dpreprocessor】——next——【Undercurrentselecteddirectory】——next——输入项目名称——finish——进入前处理窗口——进入模拟设定窗口——【SimulationTitle】一栏填入模拟名称Block——激活【Deformation】项——【OK】
7.1.3输入对象数据
1.软件会在物体树中自动创建默认名为Workpiece的#1对象，可以自己加或减其他对象进入物体树。
更改对象名（点击#1对象-物体信息栏中点击【General】-在【Objectname】填入名称）。
一般输入模拟的#1对象为变形体应在【General】中设定对象类型为Plastic（塑性体）。
【Elastic弹性体；】
2.输入物体几何形状。
点击Geometry（几何形状）-Import
3.划分网格
设定好单元数量-preview-generate
4.材料定义
7.1.4输入模具
添加对象，#2对象已被激活，系统默认名为TopDie,类型为刚体（rigid），激活【PrimaryDie】主模具开关。
检查对象的几个问题：
点击checkGEO.对以封闭的几何体，必有一个面，零个自由边，零个无效的实体。
检查对象外法线方向：
点击show/hidenormal。
正确方向是指向对象外的，若反了点击ReverseGEO进行修正。
添加3号对象，也是刚体，对于刚体，不用划分网格，不需定义材料特性，因为刚体被认为不变形。
7.1.5设置温度
工件、模具都设定。
默认为室温（68℉或20℃）
7.1.6设置模具的运动
7.1.7模拟控制设定
打开【Step】设置开始模拟数（-1）负号表示它是重新划分网格的起始步，由前处理读入；设置模拟步数（20），这意味着若模拟计算未被中止，整个过程将分20步完成；设定StepIncrementtoSave为2，这表示每模拟2步，会将中间模拟阶段结果写入数据库；设定PrimaryDie为2。
确定模拟计算步长：
点击测量工具，并点击两相邻节点，最短单元尺寸为0.5in，对于简单模拟而言，我们可用该值1/3，即设置WithConstantDieDisplacement类型，值为0.15in/step。
另外，单击Advanced1，设置MaximumContacttime=1,这样可以防止任意两步之间出现次步计算，同时也可以加快模拟过程-OK
如何确定模拟计算步长？
软件规定了两种:
分别有时间和模具行程决定。
对于通常的变形问题，采用行程决定方式较好。
对于几何形状简单，边角无流变或其他局部严重变形的问题，步长可选模型中较小单元边长的1/3为参考标准；对于复杂几何形状诸如有飞机或平面模外挤，步长则应选1/10，步长太长可能会引起网格的迅速蜕变，儿太小会引起不必要的计算时间消耗。
7.1.8对象间关系设定
系统默认了主仆关系，模具与工具间是接触关系，不涉及传热，但涉及摩擦问题，因此要定义他们之间的摩擦系数在软件中对于具有相同接触信息特征的关系对，定义一个后，可点击Applytootherrelations，可以将第一个定义的关系信息复制到所有的关系对中。
然后设定接触容差：
值要合理，太大反映在模具上的接触点过多，这可导致工件网格的变形，相反，太小则意味着模具与工件没接触。
设定好后单击generateall生成接触
7.1.9生成数据库文件
以.k文件形式存储模拟项目的数据信息，用记事本打开，也可直接修改先check看有没错在generate,顺便存储下吧
7.2进行锻压模拟计算
把数据提交给FEM运算器
7.3锻压模拟后处理
点击Block_forging.DB文件-点击【DEFORM-3Dpost】进入后处理
7.3.1步列的选择
每一步包含了当前的数据信息，可以查看任意对象在模拟过程中有关变量的信息。
本例选取第十六步
7.3.3工件上点追踪
点击追踪按钮，弹出对话框，选择步列，是步列到工件未变形时，用鼠标单击工件上3个点，他们坐标显示在对话框中，下一步-默认-完成。
选择16步，并打开点追踪，可以看到3个点的坐标，他们经过变形后的坐标值。
图中竖线代表当前步列。
在物体栏中鼠标右键单击点追踪图标-选择第二栏即可删除追踪图
7.3.4对象上剖切面的选择
选定工件-单击剖切面按钮-打开Slicing窗口。
本例采用一点和一法矢量的方法确定剖切面。
操作步骤如下：
（1）在工件中部表面上选一点
（2）设定法矢量方向为X方向（1，0,0）
（3）显示方式分别为Curve（曲线形式）、Plane（平面）、Curve+Plane。
剖切面选定后就可以选择状态变量分析了
第八章方环镦粗模拟
分析对称工件，创建辅助对称平面
8.4设定对称边界条件
本例1/16方坯具有三个对称面，施加三个对称面的步骤：
（1）激活工件
（2）点击边界条件加载BCC按钮，弹出菜单，点击plane按钮，接着用鼠标点击工件的垂直面
（3）点击“添加”按钮在【Symmetryplane】拦下出现对称面的法矢量（1,0,0）。
继续添加
接触容差是点击按钮设定还是自己输入数值？
8.6模拟控制信息设定和生成数据库
总模拟步、增步根据什么原则设定的？
确定计算步长同样用测量尺测出较小网格的尺寸，平均尺寸取1/3定位计算步长
储存-生成数据库
对象间关系设定之前进行模拟控制信息设定
8.7后处理
由于模拟采用了对称技术，仅用工件的1/16进行计算，为了反映整个物体的变形过程，需要使用镜像功能，重新构造整个零件，具体步骤：
（1）激活TopDie-点击隐藏（showobject），抑制它的显示
（2）镜像工件，add添加，delete删除。
点击对称面即可生成镜像图
模拟过程的动画制作：
点击Animationsetup-弹出对话框-setting设置动画参数-save（系统启动录制动画过程。
录制的动画要选择一状态变量）-close
第九章道钉成形模拟
介绍了软件的换模具技术
整个模拟分四个阶段：
（1）工件出炉到模具上有10s的间隔时间，在这10s内，工gia呢与外界存在热传导现象。
近视一个热传导模拟
（2）工件锻造之前，在下模具上要停留2s。
该过程也发生热传导现象
（3）第一模锻过程
（4）第二模锻过程，要换模具
由于对称原因，采用1/4对称体来模拟
9.2工件与外界的热传导模拟
9.2.1创建新项目
9.2.2模拟控制设定【这次是先设定控制信息】
确定模拟名称和操作名称，单位取英制，选中HeatTransfer（热传导），关闭Deformation（变形）
热传导时间10s。
由于仅是热传导分析过程，所以模拟步仅与时间有关，因此模拟总部数取50步，相应每步就0.2秒。
在【Step】设定。
解题步长定义选项栏中，选择WithConstantTimeIncrement
9.2.3创建新对象
第一模拟虽然用不到上、下模具，但为了节省其余过程的模拟时间，所以把模具也加入物体树。
改变工件名称、类型、温度；添加模具并设置下模具为主模具，检查它们几何特征的正确性
单击Viewfit按钮，使显示窗口尺寸合适
9.2.4工件划分网格
第一模拟过程仅工件与外界热传导，因此工件要网格划分。
后面过程中，存在工件与模具的热传递，则模具也要网格划分，不过模具的划分将放到相应的模拟过程中去。
网格化分有两种：
相对和绝对划分
a.相对网格划分方式，使用相对网格设置方式，用户仅需指定固体单元的数量，无论物体形状多磨复杂，单元数量必须固定
b.绝对网格划分方式，使用绝对网格设置方式，系统决定网格划分的总数，随着物体形状的复杂，单元数量也随之增加
不论哪种方式，都依靠划分网格权重（WeightingFactors使用默认值）来分配物体上各部分的单元大小
前面实例均是用相对网格方式划分的，用绝对方式在于增加模拟的正确性
本例用绝对方式。
为了决定网格划分的最小尺寸，需要测量模具的最
小特征尺寸，其必须满足的条件是成形过程中它的形状会反映在工件上，也就是说有工件材料要流过此特征。
最小特征的选取是指整个模拟过程的最小特征
四个模拟过程中，发现第四个模拟过程主模具的底部过度圆角最小，因此添加对象4-上模到物体树，该其名称为TopDie2，输入几何图形，接下来使用测量工具测量其底部过渡圆角的半径，单元尺寸必须小于它（半径）的一半.本例0.04in作为工件划分网格的最小绝对尺寸
尺寸大小确定后，删除对象4-激活工件-划分网格-单击【Detailed】的设置栏，改变网格划分方式为绝对方式，设置最小单元尺寸为0.04in，尺寸比率为3-单击Surfacemesh-单击Solidmesh生成体网格
9.2.5定义工件的传热边界条件
在第一模拟过程中只对工件设定：
（1）激活工件
（2）单击BCC-单击【Thermal】栏的HeatExchangeWithEnvironment（与环境发生热传递）
（3）定义环境温度。
在Relevantsettings中点击Environment设置环境温度为室温68℉
（4）在选择节点对话框中，选择Surfacepatch（表面）按钮【plane只能是平面】鼠标点击上下表面和圆柱面。
热交换边界条件只对暴露在环境中的外表面进行设定，接下来点击AddBoundaryCondition
9.2.6输入工件的材料
9.2.7保存模拟文件生成数据库进行模拟
设定完成后保存模拟项目的K文件-生成数据库
9.2.8后处理
激活Spike.DB进入后处理。
选择温度作为分析对象（点击More会出来一对话框，接着打开比例选择（Scaling）按钮-global-Apply-Close-点击stepsetup选取第50步，此时视窗显示第50步的温度分布情况
为了使工件上温度分布显示的颜色更接近真实，可以点击窗口中的彩色条，接着单击彩色条类型ColorBarType按钮-点选Temperature
9.3工件与下模热传递模拟
本节模拟工件在锻造前，要停留在下模具上2s的热传递过程。
上节模拟的最后一序列步调入前处理中
9.3.1前处理中打开数据库文件
打开主窗口，设置工作目录到SpikeForging，激活Spike.DB数据库文件进入前处理-弹出一对话框询问打开哪个序列步，此处选择第50步-OK
为了证实50步是工件与环境发生10s热传递后的最终温度，可点击物体信息栏中是平【General】，看到默认温度是1800~1989℉。
同样，温度梯度也可观察步骤如下：
（1）点击【Advanced】
（2）点击【NodeDate】弹出一对话框
（3）点击【Thermal】
（4）点击【NodeTemperature】栏右的PlotVariable按钮
以上完成后可看到前处理窗口中温度分布
9.3.2模具网格划分及边界条件设定
模具与工件接触，之间有热传递，所以模具温度也要设定，方法两种：
（1）模拟全过程中不考虑模具温度的变化，设定为常值。
若用了此技术则模具不需划分网格，温度设定只需单击【General】来设定
（2）模拟过程中温度变化。
这在模拟中是比较准确的方法，但要划分网格。
该技术将用在本节模拟中
首先，对上模具温度设定及网格划分和边界条件设定：
（1）激活TopDie
（2）物体信息栏中点击【Property】，打开特征设置对话框-单击【Thermal】,弹出一下拉菜单
（3）在参考温度【ReferenceTemperature】栏中填入68℉
（4）在截止温度【truncationTemperature】栏中填入300
（5）【Mode】栏中选择UseAllNodes
（6）【MinTemperature】栏中填入68
（7）【MaxTemperature】栏中填入300
（8）温度设定完成后单击Mesh,接受系统默认值，单击GenerateMesh
（9）单击BBC-单击【Thermal】中HeatExchangeWithEnvironment。
选上模具的顶面、内表面、外圆柱面-单击Add设定此三面为热交换边界条件
接下来，对下模具温度设定及网格划分和边界条件设定：
（1）激活BottomDie
（2）物体信息栏中点击【Property】，打开特征设置对话框-单击【Thermal】,弹出一下拉菜单
（3）在参考温度【ReferenceTemperature】栏中填入68
（4）在截止温度【truncationTemperature】栏中填入300
（5）【Mode】栏中选择UseAllNodes
（6）【MinTemperature】栏中填入68
（7）【MaxTempe
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