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1、实验报告实验名称EFORM-3D徽粗仿真实验实验课程锻造工艺及模具设计指导教师专业班级姓 名学 号成绩2013年 4月 1日实验一 DEFORM-3D傲粗仿真实验1实验目的与内容1.1 实验目的通过DEFORM软件平台实现徽粗过程的仿真模拟实验。了解材料在不同工艺 条件下的变形流动情况，熟悉徽粗变形工艺特点。掌握圆柱体徽粗过程的应力应 变场分布特点。1.2 实验内容运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。图1徽粗实验模型（一）工艺条件上模：200X50,刚性材料，初始温度200；下模：200X200X40。工件：16钢，尺寸如表1所示。表1实验参数序号圆柱体直径，mm圆柱体高度，mm摩
2、擦系数，滑动摩擦加热温 度。C锤头运动速度，mm/s徽粗行程1801500900500402801500.21200500403802500900500404802500.2120050040（-）实验要求（1）运用三维如阿健绘制各模具部件及棒料的三维造型，以 Stl格式输出；（2）设计模拟控制参数；（3） DEFORM前处理与运算；（4） DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图；（5）比较方案1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变 形后的形状差别，说明原因；（6）提交分析报告及分析日志文件（log ）。2实验过程1）建模通过UG将压缩的模型绘制出来，分别为坯料
3、圆柱直径80mm高150mm和圆 柱直径80mm高250mm，并将它们各自的三部分分别导出为stl格式，并保存。2）徽粗模拟a.打开一个deform软件，新建一个文件。（Insert object ）添加坯料Workpiece ,上模Top Die,下模Bottom Die,并导入相应的之前保存的stl格式文 件（Import）；b.修改坯料的 General,其中设定 Object Type 为 plastic, AssignTemperature 为给定的900/1200； （Mesh）将坯料分为20000/40000份，并预览（Preview）, General Mesh；选择坯料的材料
4、（Materia 1）为16号钢；在Property中计算坯料的 体积，选择自动计算（Active ）;c.修改 Top Die 的 General,其中设定 Object Type 为 Rigid , Assign Temperature 为 200；设定其 Movement 速度为 500in/sec;d. 设定 Bottom Die 的 General ,其中设定 Object Type 为 Rigid , Assign Temperature 为 200；e. 设定 Simulation Control 中的 Units 为 SL Step 中的 Starting Step Numbe
5、r 为-1, Number of Simulation Steps 为 40, Step Increment to Save 为 1, Primary Die 为 Top Die ,With Constant Die Displacement 为 1 in.,然后点击 OK。f.设置摩擦系数，分别为0和0.2g.保存并检核（Check）,然后退出h.运行（Run）3）后处理可以通过选择查看压缩的每一步的变形过程，Damage , Strain-Effective ,Strain Rate -Effective , Stress Effective , Stress Max-Principal
6、, Temperature , 以及载荷行程曲线等。通过这些参数来检查所设定的这些数据是否合理。3实验结果及讨论1）变形过程（抓取6步）第一组数据：第二组数据:Step 电第三组数据:1第四组数据:2）载荷行程曲线第一组数据：第二组数据:第三组数据:，一第四组数据:4）等效应变（抓取6步）第一组数据：第二组数据:第三组数据:第四组数据:5）等效应力（抓取6步）第一组数据：第二组数据:第三组数据:第四组数据:nfI，t第三组数据:第二组数据:9- I。第四组数据:4实验小结答:通过1、2、3、4的变形可以看出，1和3没有在压缩的过程中是属于均匀的变形过程，而2和4由于存在摩擦力,出现了不均匀的变
7、形，圆柱体四周出现鼓形轮廓。圆柱体在徽粗时除了受到变形工具的压缩力外，在断面接触处有摩擦力作用,摩擦力阻碍金属质点横向流动，使得圆柱体产生鼓形。对比2和4可知，2比4出现的鼓形更为明显。比较损伤情况，由于1和3是不存在摩擦力的，它们是属于均匀变形的， 损伤系数几乎为0。而2和4存在摩擦系数不为0,产生的不均匀变形，出现了 鼓形，存在缺陷或缺陷隐患。无摩擦徽粗时应变分布比较均匀，有摩擦存在时锁粗应变是不均匀的。摩擦系数和高度都对变形有影响。比较1和3的变形情况可以看出1和3变形都比较均匀，因为他们的摩力都是0,温度也是相同的900摄氏度；损伤度也几乎很少；但是1最终的等效应变约为0.31,而3最
8、终等效应变约为0.17；就等效应力看，1的最终等 效应力约为47,而3最终的等效应力就比它小，约为38；圆柱体的摩擦系数为0的时候，其表面应变与内部的应变分布都比较均匀，变形为均匀的变形；摩擦系数为0.2的时候，表面的应变与内部的应变分 布不均匀，各部分的最大应变都存在明显的差异。比较载荷行程曲线，1、2、3、4都是上升的趋势，主要分为两段，第一段为弹性变形阶段，载荷曲线的斜率较大；第二段为塑性变形阶段，载荷曲线 的斜率比较小。摩擦力越大，载荷力越大；反之，载荷力越小。高度越低载荷 力越大，高度越高，载荷越小。综上所诉：工具与坯料之间的摩擦力会影响坯料变形的均匀性，若是存在摩擦力变形会容易不均匀。同样的温度的不均匀也会使得坯料产生不均匀的变形。摩擦系数的不同和圆柱体的高度不同都在不同程度上的影响到徽粗 的变形情况，应力应变分布等情况。本次试验通过三维软件UG和模拟软件Deform对锻粗试验进行了模拟试 验，通过比较不同的摩擦系数、不同的变形温度、不同的高度对坯料的变形、 载荷力、应变、应力等进行了模拟。通过这样的分析，比较出了摩擦和高度对 各指标的影响，以及分析这样的工艺参数是不是有不合理，是否会出现缺陷， 通过这样的模拟，选择到合适的工艺参数，方便了锻粗的进行。