挤压过程模拟分析

1、挤压过程模拟分析1.几何模型制造利用PRO-E软件，建立毛坯，上、下模的实体模型，将实体模型文件以“ *stl ”的格式进行保存。2.将模具坯料导入有限元分析平台a.打开DEFORlM件，进入DEFOR主界面，单击新建图标，进入DEFOR前处理界面。口Import. Ib.打开Gb阿刚 对话框，单击 按钮，弹出“ Importc.接着单击Geometry”对话框，在所保存的文件中调入毛坯。按钮，插入上模，在“Object Type”中选中“Rigid ”,即定义上模的对象类型为刚体。选中“ Primary Die ”，激活主 模具开关。d用同样的方法调入下模。结果如下:3.坯料，模具设置运动万

2、向、速度等)(1)设置“Workpiece”的物理属性、运动方向、速度单击Generd对话框,在温度一栏里输入500。即坯料的初始温度为 500。忖應*h 对话框，在“ Numberof Element”栏中输入“ 10000”，然后点击preview按钮，待毛坯出现网格后，单击Generate Mesh按钮.Current bipc| fl) WorkpieceS3G eneralToolde tailed Settings | R emesh Criteria |Geomelry4“ _Inpoft. iM H H . M 4MeshBMaterialttMovemenl5 umma ry

3、Number of：討od酬 11542Surface Polega ns 11380-Nunbet of Elements=4-l1000(loomElements |G771300000EAdvarcedPieviewGenerate MeshCheck Mesh I Manual Re mesh IX Delete M&shl单击Material图标，在弹出的对话框中，选择材料、按. rr ，一 一 r r I Assign materialAISI-1045,COLD70F(20C) ”即卩 45 钢，然后点击钮即可。Currenl Obietj Workpiece1G eneralG

4、eometry裁MeshMaterial些McMvemenlfflECCgProperty逐AdvncdCurrentName |All-1O4ErOLD(?0F(；2DCJ/Libray Defiri曲 Nanne吉 Assi eriall-User Libraryp lllll Illi “ “ Illi JBIIIHIIIBIHBIIIHIIBIIHIlIBHIBIIiaillBHIBIIIHIIIBIHBIIIHIIBIIHIlIBHIBIIWIII Illi HU “ Illi HI IIHBIII HI lllll Illi Mil “ 心嚼童迥也到jt OAIurninumCa

5、t 住 gor* D ie_matei(el匚日 t&gwji* -(5l 0 lherCd 嗣 ary衽 S teirTless_steelCa tegorCategory)* Ql S LiperalbyCe t&gorjj由 L T it aniumO 剧削单击 乐咖图标，在弹出的对话框中，在“ Target Volume”栏中选择“ Active ”,然后点击按钮即可。（2）设置“Top Die”的物理属性（Rigid），运动方向，速度（1）。单击M忌卅图标，在弹出的对话框中，在“ Direction ”栏中选择“ -Y”；在“Speec”栏中，选择“ Defined ”，在框里输入“

6、1”，结果如下:Current 0bjec (2) 7ap DieHotshorl RotationSpeed/ForceP ress/H jmmerG eneralGeomehtySMeshT心fI I I I I I f* Speed! IUBIIIHIIIBIHBIIIHIIBIIHIIIBC FarceD irsttionr -zMl ale rial|owMovementsECCProperAdvanced厂Speed(* Delined | ConsentC User Routine |oCurrent Die Strokefo|ommfnm 丿 sec厂 Jpeed LimitD

7、efine.（3）设置“Bottom Die ”的物理属性（Rigid ），运动方向，速度（1）。单击图标，在弹出的对话框中，在“ Direction ”栏中选择“ +Y”在“Speed栏中，选择“ Defined ”在框里输入“ 1”结果如下:Current Objec Bottom DieS3G eneralbeometiiiMeshSpeed/FofcePress/H mmerRotaliorl | Rotation?-Type*fT；SpeedilBllimilBIHBIIIHIIBirHIIliC Force0 irectionr XP Yr zr -轉广-Yr -7M 湎 iaiW

8、MovementffiECC囲Property&Advancedr 口画r|oSpeed(* DehnedConstantmm/aecC User Routine pfoDefine.=一厂 Speed LimitmmCurrent Dre 5 troke=fofo4.模具与坯料关系(1)选择 Inputlnter-Object命令(或直接点击韦图标)，弹出如图所示的接触询问对话框，询问：“目前对象间的关系不存在，是否按默认值建立对象间的关系？”单击“ Yes”按钮。(2) 进入对象间关系设置对话框，系统已默认了上模与毛坯，下模与毛坯的主仆关系。(3)单击“(2) Top Die- ( 1)W

9、orkpiec”关系图标，使其高亮显示,/ Edit.单击按钮。(4)进入对象间关系信息设定对话框，在“Constant ”栏里选择“Coldforming (carbide dies )”； 接着点击“ Thermal”，在“ Constant ”栏里选择“ Forming ”，然后点击“ Close ”按钮即可。书 Inter-Object Data DefinitionCloseDeformation Thermal | Heating | Tool WeaiFriciion=T,peJP 0 “0 “ F 、f* iShear：t_l HJI IIU JllL CoulombValli

10、e住Cm?忖rit|ao厂 Function|f(Time)c Conforming coupling Advanced.SSefwratidnS eparableDteri | SiJslem Default 三fiMon-S e parable生3旳to/ rVt -p olherrelations(4)单击按钮，将上述已定义好的关系信息复制到第二个关系对中。如下图所示韦 Inttr-Qbjed：QKCancelI Relatiori(Mastei-Skw)Sep. | Friction 11rterface HeatO (2) Top Die 1V/oikpiec YES D.03 e

11、(3) BoHom D - (1J WorkpiecVES Dl09Contact BCC创二/ Edit.Apply tootki刨 relatioTisr oleiflnce 器mn generate mil IM at&r I 2 - lop DieSlave 11 Workpiecea-iniliafeeRestore raesb tcontact BC 匚单击“OK按钮，退出对象间关系信息设定对话框。命令(或点击图标鱼),liamName and NumberUnhOKRemesh CriteriaStopSimulaliort I*le： |N 諭 Simddiion perabo

12、n Name； lOPERATION 1Operalion Number:a 51C Enish-Type(* IncremenJal C 匪歸 S ei-ModeHeat T rinsferCancel IIteratcnProcess Condition爲江 AdvancedControl FiteMesh Number:Defoimation|Trmnsto rmatonDilfusionGuinHeating | Re$閉ance(2)点击图标进行如下设置:Simulation ControlMa卄OKStopStepRemesb 口i画槁IterationProccis Cortdi

13、tionAdvanced11 Control FilesecGfliwral I Advanted 1| Advanced 2C V/ith Constant T ime Increment foCancel I5.模拟控制设置(1)选择 InputSimulation Controls出现如下界面，选取“ Main”菜单进行如下设置：a.定义单位制：点击“Sl”；b.设置模拟类型：在“Mode栏中在“Deformation ”和“ Heat Transfer ”上打勾。simulation Control(3)点击HIIteration图标进行如下设置:智 Simulation Contro

14、lHu MairDeformation | Temperature |0K7 StepSolver I lerartion MethodCancel 1C Conjugate-G radientC Direct Iterationt* Sparse忖 Newiton-Raphsor厂匚onvergence Erior Limitrocess ConditionAdvancedaControl FileVelocity EirorForce ErrorSand V/icfth Optimization阳50.06Defoimation点击图标，在“Solver ”栏中，将“Sparse”选中；在

15、“ Iteration Method”栏中将“ Newton-Raphson” 选中。（4）点击壌EAdvanced图标，在“ Primary Work pi ece ” 栏中,选择“ 1-Workpiece ”。最后点击按钮即可。选择InputDatabase命令（或点击图标），弹出数据库生成对话框，选择保存路径，我选择默认保存路径。点击Check按钮，检查数据库文件是否能够生成，当出现Database can be generated时，表示设置的条件合适，数据库可以生成，如下图所示（若出现错误，应重新修改）庖 Database GenerationTypeose厂New|E-PROBLE

16、 M VDEFORMDE FC Fi M lei.DBBilTQiAISe.Data CheckingCheckQpata ChedkingN umber of otiecU. 3 卜智 Cfiecking Simula lion Conlfols - J Checking Material Properties jJ 腿 Checking I nteiM at引 i目ID Mt白-9 Ctieckin Obiect DataObi 已 Ct 1Object 2._ Obiect 3Q-SChecking IriterObjed Data! L” O RebGon 1 and 2I I O F

17、ielaiion 1 and 3 HQDurte Checking Database cn be generated接着点击上竺按钮，生成数据库文件，单击“7.运算GenerateStep InfoCurrent -1FwStored 60Close ” 按钮。返回前处理界面，返回DEFOR主界面，单击主界面右侧“Simulator ”栏的“ Start ”命令，或单击工按钮，进入提前运算对话框，在本文件上出现“Running”绿色高亮显示标志。分析运算完成后，此标志消失。8.后处理在DEFOR主界面中,选中本文件，单击主界面右下角的Post Processor栏下的DEFORM-BD Pos

18、t，进入后处理窗口。(1)查看等效应变:在下拉菜单中，选择“Strain-Efective （等效应变分析状态）” 在卫下拉菜单中，选择“ SteP-1 ”作为起始步，单击按钮，可 在图形显示窗口动态的查看模拟各个步骤的连续的变化过程。Ibf flStp 1Strain - Efftztrve_ nfl!7-JTIHiVIOBKQ理 OKSSIi 0画n 0 305 c_xA u*L口 “FH亡am .AmhO d.口 U1dlI:込JM.Q Rillstep 60.7430466L 416strain - EHMm 1 020J9O0,190102Step 14Strain - EflMn1

19、 55k1 13f TBrj *- JF:斜0.773603860.3861.55step 80Strain - EfMM363I 2972.311.651.653.63step 143Straini - Effective5 514 6Si- , 4; .w3612 962.96551单击越按钮，弹出点追踪对话框，用鼠标连续单击工件上的三个点，各点的坐标会显示在点追踪对话框中，单击“ Next ”按钮，接 受系统默认值，单击“ Finish ”按钮，系统自动提取这三个点的数据 信息。Strain - Effective1,49P4 *1J50.803、飞、随着挤压过程的不断进行，工件的变形逐

20、渐扩大,0.4580.4581.49由此图可以看出:即应变逐渐增大;由1点和3点的工作状态和曲线变化可知，此两处的应变虽然呈上升状态，但波浪形表示很不均匀，由于此两处为上、 下模边缘与工件的接触部位，容易产生应力集中，更容易产生残余应 力，所以图线呈上图状态。(2)查看最大应变分布:在垄下拉菜单中，选择“ Strain-Max Principal ”，点击播放按钮查看成型过程中的最大应变分布及其变化情况,接近终了的最大应变分布如下:Step 110strain - Max Pmui”_1.631 200774C0.34703471.63从图中可以清晰地看出，在整个挤压过程中应变最大的位置大都集

21、中在下模与工件接触的边缘的尖的位置。 此时工件部位的变形最大，即变形最大。所以在挤压过程中，最容易损坏的部位是这些地方,应注意。(3) 查看最大应力分布:在I蒙下拉菜单中，选择“ Stress-Max Principal ”点击播放按钮查看成型过程中的最大应力分布及其变化情况,接近终了的最大应力分布如下:Step 110Stress - Max Princ_2150342-1460-3270-32702150 我V 从图中可以看出，最大应力出现的区域与最大应变出现的区域大致相同。(4) 成型载荷分析:Plot Ob| setsNamea Tne0 Workpiece RUSTIC0 Top Die FGID_- -II !- ! !n Pr Stroke厂 Show Selected ObiechSifoke Ubiect |尸和日卅0応pDi&plajj 0 ptian -丽 Step Tracei丽 AbiolUs-V - A?矗rYLoadf?ELmcJX SpeedY SpeedZ SpeedAngnlr VelcciVolumep Overlay点击匕按钮，在弹出的对话框（上图）中，选择“ Z-Load”，然后点击“ OK按钮生成下图:Load PredictionZ Load (N)46