實(shí)驗(yàn)報(bào)告鐓粗報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)名稱EFORM-3D鐓粗仿真試驗(yàn)試驗(yàn)課程鑄造工藝及模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師專業(yè)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)成績(jī)4月1日試驗(yàn)一DEFORM-3D鐓粗仿真試驗(yàn)1試驗(yàn)?zāi)康呐c內(nèi)容試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^DEFORM軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)鐓粗過程的仿真模擬試驗(yàn)。理解材料在不一樣工藝條件下的變形流動(dòng)狀況，熟悉鐓粗變形工藝特點(diǎn)。掌握?qǐng)A柱體鐓粗過程的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布特點(diǎn)。試驗(yàn)內(nèi)容運(yùn)用DEFORM模擬如圖1所示的圓柱坯壓縮過程。圖1鐓粗試驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄒ唬┕に嚄l件上模：Φ200×50，剛性材料，初始溫度200℃下模：200×200×40。工件：16鋼，尺寸如表1所示。表1試驗(yàn)參數(shù)序號(hào)圓柱體直徑，mm圓柱體高度，mm摩擦系數(shù)，滑動(dòng)摩擦加熱溫度℃錘頭運(yùn)動(dòng)速度，mm/s鐓粗行程180150090050040280150120050040380250090050040480250120050040（二）試驗(yàn)規(guī)定（1）運(yùn)用三維如阿健繪制各模具部件及棒料的三維造型，以stl格式輸出；（2）設(shè)計(jì)模擬控制參數(shù)；（3）DEFORM前處理與運(yùn)算；（4）DEFORM后處理，觀測(cè)圓柱體壓縮變形過程，載荷曲線圖；（5）比較方案1與2、3與4、1與3和2與4的模擬成果，找出圓柱體變形后的形狀差異，闡明原因；（6）提交分析匯報(bào)及分析日志文獻(xiàn)（log）。2試驗(yàn)過程建模通過UG將壓縮的模型繪制出來，分別為坯料圓柱直徑80mm高150mm和圓柱直徑80mm高250mm,并將它們各自的三部分分別導(dǎo)出為stl格式，并保留。鐓粗模擬a.打開一種deform軟件，新建一種文獻(xiàn)。（Insertobject）添加坯料Workpiece，上模TopDie，下模BottomDie，并導(dǎo)入對(duì)應(yīng)的之前保留的stl格式文獻(xiàn)（Import）；b.修改坯料的General，其中設(shè)定ObjectType為plastic，AssignTemperature為給定的900/1200；(Mesh)將坯料分為0/40000份，并預(yù)覽（Preview），GeneralMesh；選擇坯料的材料（Material）為16號(hào)鋼；在Property中計(jì)算坯料的體積，選擇自動(dòng)計(jì)算（Active）;c.修改TopDie的General，其中設(shè)定ObjectType為Rigid，AssignTemperature為200；設(shè)定其Movement速度為500in/sec;d.設(shè)定BottomDie的General，其中設(shè)定ObjectType為Rigid，AssignTemperature為200；e.設(shè)定SimulationControl中的Units為SI，Step中的StartingStepNumber為-1，NumberofSimulationSteps為40，StepIncrementtoSave為1，PrimaryDie為TopDie,WithConstantDieDisplacement為1in.，然后點(diǎn)擊OK。f.設(shè)置摩擦系數(shù)，分別為0和g.保留并檢核（Check），然后退出h.運(yùn)行（Run）3）后處理可以通過選擇查看壓縮的每一步的變形過程，Damage，Strain-Effective，StrainRate-Effective，StressEffective，StressMax-Principal，Temperature，以及載荷行程曲線等。通過這些參數(shù)來檢查所設(shè)定的這些數(shù)據(jù)與否合理。3試驗(yàn)成果及討論變形過程（抓取6步）第一組數(shù)據(jù)：第二組數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：第四組數(shù)據(jù)：載荷行程曲線第一組數(shù)據(jù)：第二組數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：第四組數(shù)據(jù)：等效應(yīng)變（抓取6步）第一組數(shù)據(jù)：第二組數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：第四組數(shù)據(jù)：等效應(yīng)力（抓取6步）第一組數(shù)據(jù)：第二組數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：第四組數(shù)據(jù)：最大應(yīng)力分布（抓取6步）第一組數(shù)據(jù)：第二組數(shù)據(jù)：第三組數(shù)據(jù)：第四組數(shù)據(jù)：4試驗(yàn)小結(jié)答：通過1、2、3、4的變形可以看出，1和3沒有在壓縮的過程中是屬于均勻的變形過程，而2和4由于存在摩擦力，出現(xiàn)了不均勻的變形，圓柱體四面出現(xiàn)鼓形輪廓。圓柱體在鐓粗時(shí)除了受到變形工具的壓縮力外，在斷面接觸處有摩擦力作用，摩擦力阻礙金屬質(zhì)點(diǎn)橫向流動(dòng)，使得圓柱體產(chǎn)生鼓形。對(duì)比2和4可知，2比4出現(xiàn)的鼓形更為明顯。比較損傷狀況，由于1和3是不存在摩擦力的，它們是屬于均勻變形的，損傷系數(shù)幾乎為0。而2和4存在摩擦系數(shù)不為0，產(chǎn)生的不均勻變形，出現(xiàn)了鼓形，存在缺陷或缺陷隱患。無摩擦鐓粗時(shí)應(yīng)變分布比較均勻，有摩擦存在時(shí)鐓粗應(yīng)變是不均勻的。摩擦系數(shù)和高度都對(duì)變形有影響。比較1和3的變形狀況可以看出1和3變形都比較均勻，由于他們的摩擦力都是0，溫度也是相似的900攝氏度；損傷度也幾乎很少；不過1最終的等效應(yīng)變約為，而3最終等效應(yīng)變約為；就等效應(yīng)力看，1的最終等效應(yīng)力約為47，而3最終的等效應(yīng)力就比它小，約為38；圓柱體的摩擦系數(shù)為0的時(shí)候，其表面應(yīng)變與內(nèi)部的應(yīng)變分布都比較均勻，變形為均勻的變形；摩擦系數(shù)為的時(shí)候，表面的應(yīng)變與內(nèi)部的應(yīng)變分布不均勻，各部分的最大應(yīng)變都存在明顯的差異。比較載荷行程曲線，1、2、3、4都是上升的趨勢(shì)，重要分為兩段，第一段為彈性變形階段，載荷曲線的斜率較大；第二段為塑性變形階段，載荷曲線的斜率比較小。摩擦力越大，載荷力越大；反之，載荷力越小。高度越低載荷力越大，高度越高，載荷越小。綜上所訴：工具與坯料之間的摩擦力會(huì)影響坯料變形的均勻性，若是存在摩擦力變形會(huì)輕易不均勻。同樣的溫度的不均勻也會(huì)使得坯料產(chǎn)生不均勻的變形。摩擦系數(shù)的不一樣和圓柱體的高度不一樣都在不一樣程度上的影響到鐓粗的變形狀況，應(yīng)力應(yīng)變分布等狀況。本次試驗(yàn)通過三維軟件UG和模擬軟件Deform對(duì)鐓粗試驗(yàn)進(jìn)行了模