武汉理工大学材料加工CADCAECAMT第7章.pptx

1、School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,了解：材料成形CAE常用软件的功能、作用、应用范围以及实际应用；熟悉：DEFORM-2D前处理中的几何建模、网格划分、边界条件设定、材料信息处理、模拟控制参数的设定及后处理中状态变量的提取方法；重点：掌握DEFORM-2D分析轴对称成形问题的步骤和方法。,目录,返回,页码:1,本章教学要求,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七

2、章CAE软件及在材料成形中的应用,材料成形CAE常用软件介绍DEFORM前处理过程DEFORM求解DEFORM后处理DEFORM模拟分析实例,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.1材料成形CAE常用软件介绍,DEFORM软件DANYFORM软件Moldflow软件,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及

3、在材料成形中的应用,7.1.1DEFORM软件,目录,返回,页码:1,DEFORM系列软件是基于工艺过程模拟的有限元系统，可用于分析各种塑性体积成形过程中的金属流动以及应变、应力、温度等物理场的分布，提供材料流动、模具充填、成形载荷、模具应力、纤维流向、缺陷形成、韧性破裂和金属微结构等信息，并提供模具仿真及其他相关的工艺分析数,。,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，降低昂贵的现场试验成本提高工模具设计效率，减少生产费用和材料消耗；缩短新产品的研究开发周期。,School of Materials Science and engineering,WHU

4、T,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,DEFORM是专为金属成形而设计的，它为大变形问题设计了一个全自动的、优化的网格再划分系统。DEFORM是一个模块化、集成化的有限元模拟系统，它包括前处理器、后处理器、有限元模拟器和用户处理器4个功能模。DEFORM-2D和DEFORM-3D的模块结构基本相同，不同的是DEFORM-2D自身可以制作简易的线框模具，DEFORM-3D不具备实体造型能力，但它提供一些通用的 CAD数据接口，如IGES和STL接口。DEFORM的重要功能包括：成形分析和热处理。,目录,返回,页码:1,School of Materials

5、 Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.1.2DANYFORM软件,eta/DYNAFORM是由美国ETA公司开发的用于板料成形模拟的专用软件包，包括板料成形分析所需的与CAD软件的接口、前处理、后处理、分析求解等所有功能。它可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，为板料成形工艺及模具设计提供帮助。1、主要特色2、功能模块3、模拟步骤,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CA

6、D/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,1.主要特色,集成操作环境。求解器。工艺化的分析过程。固化了丰富的实际工程经验。,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,2.功能模块,目录,返回,页码:1,基本模块良好的CAD、CAE软件接口(如图7.1)；模具网格自动划分与自动修补功能(如图7.2)；初始板料网格自动生成器(如图7.3)；等效拉延筋(如图7.4)模拟参数定义：包括模具自动定位、自动接触描述、压边力预测、模具加载描

7、述、边界条件定义等等；网格自适应细分(如图7.5)；显、隐式无缝转换；三维动态等值线和云图显示应力应变、工件厚度变化、成形过程等。,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,(a)IGES模型导入图7.1,(b)自动消除各种孔几何模型修补,图7.2 网格自动划分,图7.3 初始板料网格自动生成,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中

8、的应用,7.4 修改拉延筋的尺寸与布置,图7.5 网格自适应细分,页码:1,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,BSE(板料尺寸计算)模块采用一步法求解器，可以方便地将产品展开，从而得到合理的落料尺寸，如图7.6所示。DFE(模面设计)模块DYNAFORM的DFE模块可以从零件的几何形状进行模具设计，包括压料面与工艺补充设计。DFE 模块中包含了一系列基于曲面的自动工具，如冲裁填补功能、冲压方向调整功能以及压料面与工艺补充生成功能等，帮助模具设计工程

9、师进行模具设计。,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,图7.6,落料尺寸计算,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,3.模拟步骤,曲面模型的建立单元网格的划分分析模型的建立模拟计算结果后处理,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHU

10、T,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.1.3Moldflow软件,目录,返回,页码:1,Moldflow软件的功能与作用优化塑料制品设计优化塑料模具设计优化注塑工艺参数Moldflow软件在生产过程中的应用制品设计模具设计和制造注塑成型,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,Moldflow软件在注塑成型中可以达到的效果：,减小塑件应力和翘曲省料和减少过量充模最小的流道尺寸和用料成本预测制品最终可能出现的缺陷，找到缺陷产

11、生原因。,目录,返回,页码:1,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.2DEFORM前处理过程,进入DEFORM前处理窗口(如图7.1)DEFORM前处理中的常用图标设置模拟控制增加新对象网格生成(如图7.13)材料的选择(如图7.14)确立边界条件(如图7.15、图7.16)温度设定凸模运动参数的设置(如图7.17)模拟控制设定(如图7.18)设定对象间的位置关系(如图7.19)对象间关系“Inter-Object”的设定(如图7.20、图7.21

12、)生成数据库(如图7.22)7.2.14,退出前目录处理窗口 返回,图7.7 DEFORM主菜单页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.2.3设置模拟控制,单击图标,，打开“Simulation Control”(模拟控制),窗口。在该窗口中改变模拟标题为newtrial，选择系统

13、单位为“SI”(国际标准制)，选择“Mode”(模拟方式)为“Deformation”(变形)，选择“Geometry”(几何形状)为“Axismmetric”(轴对称图形)。上述设置完成后，单击OK按钮退出该窗口。,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,7.2.4增加新对象,击,通过单击对象树下面的插入对象按钮，添加一个新对象Workpiece，该对象默认名为workpiece，可通过在“Current Object”右边空白框中输入其名

14、称，单来实现为其修改名称。单击按钮为新增对象建立几何模型。有两种方法可以实现该目的。第一种方法是单击按钮，出现一个空白表格，在表格中依顺序输入特征点的坐标(X，Y，R)，R表示某处圆角半径。输入完成后，单击按钮，将数据写入系统，此时左边视图窗口将显现新增对象的几何形状。如果发现几何形状有问题，可单击，再单击按钮进行检查。在绘制过程中，需要确保所绘点的顺序按逆时针方向进行，如果不是，可通过按钮改变其方向。,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用,

15、第二种方法是在平面绘图软件中绘制好该对象的平面几何图形，保存为.dxf或者.igs格式文件。然后在DEFORM-,2D前处理窗口中单击中Tool标签的,按钮，找到,.dxf或者.igs格式的相关文件导入DEFROM中。毛坯图形的导入：单击Workpiece，再单击中Tool,标签的,，找到AutoCAD绘制并保存为.dxf的文件后,，双击打开，导入的图形见图7.10。毛坯尺寸：底面半径为80mm、高为130mm、鼓形半径为130mm。,图7.10 Workpiece几何形状图7.11 Top Die几何形状图7.12 Bottom Die几何形状,目录,返回,页码:1,School of Ma

16、terials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础第七章CAE软件及在材料成形中的应用下模形状的生成：继续单击添加“Bottom Die”，按以上步骤，画出“Bottom Die”的几何图形，如图7.12所示。各特征点坐标见下表。,目录,返回,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,(a)size ratio=3,(b)size ratio=1图7.13 网格划分,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,图7.14,材料选择窗口,页码:1,School of Materials Science and engineering,WHUT,材料成形CAD/CAE/CAM基础,第七章CAE软件及在材料成形中的应用,图7.15,边界条件确定窗口,页码:1,S