脹形過程模擬分析

1、脹形過程模擬分析1. 幾何模型制造利用PRO-E軟件，建立毛坯，上、下模的實體模型，將實體模型文件以“ *stl ”的格式進行保存。2. 將模具坯料導入有限元分析平臺a.打開DEFOR軟件，進入DEFOR主界面，單擊新建圖標，進入DEFOR前處理界面。ab.打開G旳m則對話框，單擊qJ limporl.按鈕，彈出“ Im portGeometry”對話框，在所保存的文件中調(diào)入毛坯。c.接著單擊按鈕，插入上模，在“Object Type”中選中“Rigid ”,即定義上模的對象類型為剛體。選中“ Primary Die ”,激活主模具開關。d.用同樣的方法調(diào)入下模。結果如下:然后點擊按鈕，待毛坯

2、出現(xiàn)網(wǎng)格后，單擊enerdte Mesh I按鈕3. 坯料，模具設置(物理屬性、運動方向、速度等)(1)設置“Workpiece ”的物理屬性、運動方向、速度S單擊忖則 對話框，在“ Number Of Element ”欄中輸入“ 30000”，Current Objec fl V/orkpieoe1Tool Detailed SettingsRemesh 匚 riteriaGeneralGeorri&tiyMeshMaterialWMovement汨e匚cSPiDperlji數(shù)Advanced I洽 Imporl., iH . . . M H H1 I廠 SurrimaryNumba ot

3、: Nodes 2929Surface PoIsJQons 15760pNumbel o( Elements4100030000Elements S6G2Qonoo單擊Preview I Gener-ate Mesh I Check MeshR Save. IBM atonalManual RemeshyC Delete Mesh圖標，在彈出的對話框中，選擇材料童 sign material按“AISI-1045,COLD70F(20C) ”即卩 45 鋼，然后點擊 鈕即可。Curerit Obieclnj WorkpieceGeneialG eometryMeaLDMaterialMovem

4、ent迅B匚匚SProperty卷島扣白hceriCufrentNm |AISM045XOLD7CF120C)t sign matsfial IName|Type 1IrUser LibrjrjSygEim Libray!S- CAIjmiriumCategory+- Q.&ie_rndteridCfltegaryCalegoTjj土- C31.S(airils5i_5teel Ca(sgorv升怎$鬭SClSuperalloiiCalegofvi- Cl itariiumCat&gorjJ/Likari YDefined 單擊Propefty圖標，在彈出的對話框中，在“ Target Vol

5、ume”欄中選擇“ Active（2）設置”，然后點擊星“Top Die ”的物理屬性（Rigid），運動方向，速度（1）。按鈕即可。單擊選擇Move恨咁圖標，在彈出的對話框中，在“ Direction ”欄中“-Y”；在“Speed欄中，選擇“ Defined ”，在框里輸入“1”，結果如下:Ciwrent C b(ec|(2|TopDieGeneralSeometrveMejhMaterialHiess/HarnmerHotationlRoltionZ r Xr Xr Y檸hr zr zr othei |o1-1SpMd/Force |-bpei rml irwi iiii rC Foic

6、ewMovementffiB匚匚pSpeeda Defired I CoriElanlC User Rouhne fomm/secP ropertpAdyancedCurrent Die Slfok& 廠 Speed Limitfo0fo亦 I Define .（3）設置“Bottom Die ”的物理屬性（Rigid ），運動方向，速度（1）。單擊Movement圖標，在彈出的對話框中，在“ Direction ”欄中選擇“ +Y”在“Speed欄中，選擇“ Defined ”在框里輸入“ 1 ”結果如下:I Rothonl Rot5ti6rt2G eneralGeonetiyNesHi_T

7、呼 、疔 S fieed!C ForceIDiectionC XMaterial空MovefnentEBCCBProperty僉AdvancedSpeedrt- r 2C Other or -Xr -Yr -zI Consbnl r Usa Routine o一mfin/iecCurrent Die Str(i;eoo0廠 Speed LimitDetm.4. 模具與坯料關系(1)選擇 Inputlnter-Object命令(或直接點擊韋圖標)，彈出Currenl Clbjec|0 BoMcm DiwS peed JFo ice如圖所示的接觸詢問對話框，詢問：“目前對象間的關系不存在，是 否按

8、默認值建立對象間的關系？”單擊“ Yes”按鈕。(2) 進入對象間關系設置對話框，系統(tǒng)已默認了上模與毛坯，下模 與毛坯的主仆關系。(3)單擊“(2)Top Die- ( 1)Workpiec ”關系圖標，使其高亮顯示, 單擊 Edk按鈕。(4)進入對象間關系信息設定對話框，在“Constant ”欄里選擇“Cold forming (carbide dies ) ”，然后點擊“ Close”按鈕即可。E3DeJomnationFfklionTypea SheaC CowlombThermal | Heating | ToolWerLios&( Cori3lant|0.09廠 Function

9、| fIime|H里J弟 Inter-Object Mta Definitioni-Cor#act methodPenal tvC 匚anforningcoupling Advanced.SeparationF SeparableCriteria | System Default 三oC Nou-SeparableApply to/A、 tVt -p othei relationE(4)單擊 按鈕，將上述已定義好的關系信息復制到第二個S lave 11 - Workpiece關系對中。如下圖所示Rela honMaster-Slave)Sep. 1 Flic tenInterface Heat

10、OK1a Top Die - (1 JWorkpiec YESaoa0Canc&l1O 國 Bottom DqiJWorkpiGcYES0080Contact BCCT olerarce 甘劃11 d0.0002mm4| 二1&Edit.,.Apply g Uiei Tati口n$Generate all I Irnitialie |用 Inter-ObjectR &?tcxe mesh &contact BCDMaster 2 Top Die單擊“OK按鈕，退出對象間關系信息設定對話框。命令(或點擊圖標暨L),5. 模擬控制設置(1)選擇 InputSimulation Controls出現(xiàn)

11、如下界面，選取“ Main”菜單進行如下設置：a.定義單位制：點擊“ SI”； b.設置模擬類型：在“ Mode欄中只在“Deformation ”上打勾。亀 Simulation ControlIName and Number-Utsr EnglishStop|Newi Eiiriulahan petition Name:呼 E RATION 1TypeDatabase命令（或點擊圖標），彈出數(shù)據(jù)庫生成對話框，選擇保存路徑，我選擇默認保存路徑。點擊Check按鈕，檢查數(shù)據(jù)庫文件是否能夠生成，當出現(xiàn)Database can be generated時，表示設置的條件合適，數(shù)據(jù)庫可以生成，如下圖

12、所示（若出現(xiàn)錯誤，應重新修改）Ql Dartabase GenerationimC New|E：WaeLEHDEFaRM 3DEFaRH leBrome.-CloseData QisckingC3 DataoISirigh N umbel cf cibjecls, 3 r-CheckiriQ Eirnulation 匚ontrola E“ H Checking hl aterial Pro perries:孵 Checking Inter-Material DataB- Q Checking Object DataO Otiiect 1j-O Object 2I OOb 社 ul3Checki

13、riQ Inter-Object CMni i- Q Relation 1 and 2I - Relation 1 and 5 hODone CheckingA Database can be generatedCheckBsn ateStep IdoCurrent-1Fix接著點擊上竺7.運算LastStored4G43按鈕，生成數(shù)據(jù)庫文件，單擊“ Close ”按鈕。返回前處理界面，返回 DEFOR主界面，單擊主界面右側“Simulator ”欄的“ Start ”命令，或單擊按鈕，進入提前運算對話框，在本文件上出現(xiàn)“Running ”綠色高亮顯示標志。分析運算完成后，此標志消失。8.后處

14、理在DEFOR主界面中,選中本文件，單擊主界面右下角的Post ProcessorLw 匸DEFORM-3i Post欄下的，進入后處理窗口。(1)查看等效應變:在上下拉菜單中，選擇“Strain-Effective（等效應變分析狀態(tài)）”按鈕，可T下拉菜單中，選擇“ SteP-1 ”作為起始步，單擊 在圖形顯示窗口動態(tài)的查看模擬各個步驟的連續(xù)的變化過程。StepStraiin - Effect0.1010 053A0.16：0T-Elfin -iei flU 罰- Cffctche15o.eoL*n EfhKlivSitp 100巴,0凸-02CF 咻step 140.5100.255Step

15、 2206040 302AStrain - Effective0-7650,0000.0000765Strain - Effective0 9050.001230.001230.905step 3206950 473Strair - Effective 917Step 400 2520,2520.9170.91S0 590Steain - Effedjws1.230.2020.2S21.23單擊色按鈕，彈出點追蹤對話框，用鼠標連續(xù)單擊工件上的三個點，各點的坐標會顯示在點追蹤對話框中，單擊“Next ”按鈕，接受系統(tǒng)默認值，單擊“ Finish ”按鈕，系統(tǒng)自動提取這三個點的數(shù)據(jù)信息。應變是表示

16、變形大小的一個物理量， 根據(jù)以上兩圖，可知，隨著時間的推移，坯料的變形大小愈來愈大；根據(jù)每條線的狀態(tài)，可知: 離脹形模越近的區(qū)域，達到應變穩(wěn)定的時間越短。(2)查看最大應變分布:”，點擊播放按鈕在巴下拉菜單中，選擇“ Strai n-Max Prin ci pal查看成型過程中的最大應變分布及其變化情況,接近終了的最大應變分布如下:Step 330.7620.515A YStrain - Max Pmci|1.010.2680.268V從圖中可以清晰地看出,在整個脹形過程中應變最大的位置分布不均,但大都分布在坯料與脹形模接觸的前端部位。 此時工件部位的變形最 大，即變形最大。(3) 查看最大應

17、力分布: 在上下拉菜單中，選擇“ Stress-Max Principal ”，點擊播放按鈕 查看成型過程中的最大應力分布及其變化情況， 接近終了的最大應力分布如下:Step 2SStress - Max Princi2290A Y1050-191-1430-14302290從圖中可以看出，最大應力出現(xiàn)的區(qū)域與最大應變出現(xiàn)的區(qū)域大致相同，都是分布在坯料與脹形模接觸的前端部位。(4) 成型載荷分析:p Plot Obi eelsMarne Type |0 Workpiece PLASTIC 0 淫 Die RIGID BcitmDieHTGib-!- n II I- -IlII- 廠 Show

18、Selected ObictsStioke Object | Finna呼 Die |pDisplay 0 ption -R/ Step TiacerR* AbsdiMs ValuerXAmisTimeC StrokeY Artis rXLosd(?YLoadELsdX5pefedYSpeedZ SpuedAnoulier VelocityVolume17 Ovcrlay點擊圧按鈕，在彈出的對話框（上圖）中，選擇“Z-Load”，然后點擊“ OK按鈕生成下圖:Load Prediction2 Load(N)成型載荷分布(5) 點追蹤分析:單擊按鈕，彈出點追蹤對話框，用鼠標連續(xù)單擊工件上的幾個點，各點的坐標會顯示在點追蹤對話框中，單擊“Next ”按鈕，接 受系統(tǒng)默認值，單擊“ Finish ”按鈕，系統(tǒng)自動提取這幾個點的數(shù)據(jù)信息。和P3P6P5跟蹤點分布”生成下圖:6a.在二U下拉菜單中，選擇“ Strai n-Max Prin ci palPoint Tracking跟蹤點最大應變分布由上圖可知：應變整體上市呈上升趨勢，因為材料的成型過程中 每個質(zhì)點都產(chǎn)生了小的應變程度，所有質(zhì)點應變的總和便構成了整個 工件的應變，所以總應變是逐漸增大的。6b.在二下拉菜單中，選擇“ Stress-Max Prin