胀形过程模拟分析

1、胀形过程模拟分析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DEFOR软件，进入DEFOR主界面，单击新建图标，进入DEFOR前处理界面。ab.打开G旳m则对话框，单击qJ limporl.按钮，弹出“ Im portGeometry”对话框，在所保存的文件中调入毛坯。c.接着单击按钮，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:然后点击按钮，待毛坯

2、出现网格后，单击enerdte Mesh I按钮3. 坯料，模具设置(物理属性、运动方向、速度等)(1)设置“Workpiece ”的物理属性、运动方向、速度S单击忖则 对话框，在“ Number Of Element ”栏中输入“ 30000”，Current Objec fl V/orkpieoe1Tool Detailed SettingsRemesh 匚 riteriaGeneralGeorri&tiyMeshMaterialWMovement汨e匚cSPiDperlji数Advanced I洽 Imporl., iH . . . M H H1 I厂 SurrimaryNumba ot

3、: Nodes 2929Surface PoIsJQons 15760pNumbel o( Elements4100030000Elements S6G2Qonoo单击Preview I Gener-ate Mesh I Check MeshR Save. IBM atonalManual RemeshyC Delete Mesh图标，在弹出的对话框中，选择材料童 sign material按“AISI-1045,COLD70F(20C) ”即卩 45 钢，然后点击 钮即可。Curerit Obieclnj WorkpieceGeneialG eometryMeaLDMaterialMovem

4、ent迅B匚匚SProperty卷岛扣白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 单击Propefty图标，在弹出的对话框中，在“ Target Vol

5、ume”栏中选择“ Active（2）设置”，然后点击星“Top Die ”的物理属性（Rigid），运动方向，速度（1）。按钮即可。单击选择Move恨咁图标，在弹出的对话框中，在“ Direction ”栏中“-Y”；在“Speed栏中，选择“ Defined ”，在框里输入“1”，结果如下:Ciwrent C b(ec|(2|TopDieGeneralSeometrveMejhMaterialHiess/HarnmerHotationlRoltionZ r Xr Xr Y柠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& 厂 Speed Limitfo0fo亦 I Define .（3）设置“Bottom Die ”的物理属性（Rigid ），运动方向，速度（1）。单击Movement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:I Rothonl Rot5ti6rt2G eneralGeonetiyNesHi_T

7、呼 、疔 S fieed!C ForceIDiectionC XMaterial空MovefnentEBCCBProperty佥AdvancedSpeedrt- r 2C Other or -Xr -Yr -zI Consbnl r Usa Routine o一mfin/iecCurrent Die Str(i;eoo0厂 Speed LimitDetm.4. 模具与坯料关系(1)选择 Inputlnter-Object命令(或直接点击韦图标)，弹出Currenl Clbjec|0 BoMcm DiwS peed JFo ice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

8、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)Workpiec ”关系图标，使其高亮显示, 单击 Edk按钮。(4)进入对象间关系信息设定对话框，在“Constant ”栏里选择“Cold forming (carbide dies ) ”，然后点击“ Close”按钮即可。E3DeJomnationFfklionTypea SheaC CowlombThermal | Heating | ToolWerLios&( Cori3lant|0.09厂 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)单击 按钮，将上述已定义好的关系信息复制到第二个S lave 11 - Workpiece关系对中。如下图所示Rela honMaster-Slave)Sep. 1 Flic tenInterface Heat

10、OK1a Top Die - (1 JWorkpiec YESaoa0Canc&l1O 国 Bottom DqiJWorkpiGcYES0080Contact BCCT olerarce 甘划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(或点击图标暨L),5. 模拟控制设置(1)选择 InputSimulation Controls出现

11、如下界面，选取“ Main”菜单进行如下设置：a.定义单位制：点击“ SI”； b.设置模拟类型：在“ Mode栏中只在“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

12、所示（若出现错误，应重新修改）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接着点击上竺7.运算LastStored4G43按钮，生成数据库文件，单击“ Close ”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

14、理在DEFOR主界面中,选中本文件，单击主界面右下角的Post ProcessorLw 匸DEFORM-3i Post栏下的，进入后处理窗口。(1)查看等效应变:在上下拉菜单中，选择“Strain-Effective（等效应变分析状态）”按钮，可T下拉菜单中，选择“ SteP-1 ”作为起始步，单击 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。StepStraiin - Effect0.1010 053A0.16：0T-Elfin -iei flU 罚- 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单击色按钮，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。应变是表示

16、变形大小的一个物理量， 根据以上两图，可知，随着时间的推移，坯料的变形大小愈来愈大；根据每条线的状态，可知: 离胀形模越近的区域，达到应变稳定的时间越短。(2)查看最大应变分布:”，点击播放按钮在巴下拉菜单中，选择“ Strai n-Max Prin ci pal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 330.7620.515A YStrain - Max Pmci|1.010.2680.268V从图中可以清晰地看出,在整个胀形过程中应变最大的位置分布不均,但大都分布在坯料与胀形模接触的前端部位。 此时工件部位的变形最 大，即变形最大。(3) 查看最大应

17、力分布: 在上下拉菜单中，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 2SStress - Max Princi2290A Y1050-191-1430-14302290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，都是分布在坯料与胀形模接触的前端部位。(4) 成型载荷分析:p Plot Obi eelsMarne Type |0 Workpiece PLASTIC 0 淫 Die RIGID BcitmDieHTGib-!- n II I- -IlII- 厂 Show

18、Selected ObictsStioke Object | Finna呼 Die |pDisplay 0 ption -R/ Step TiacerR* AbsdiMs ValuerXAmisTimeC StrokeY Artis rXLosd(?YLoadELsdX5pefedYSpeedZ SpuedAnoulier VelocityVolume17 Ovcrlay点击圧按钮，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 Prediction2 Load(N)成型载荷分布(5) 点追踪分析:单击按钮，弹出点追踪对话框，用鼠标连续单击工件上的几个点，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，系统自动提取这几个点的数据信息。和P3P6P5跟踪点分布”生成下图:6a.在二U下拉菜单中，选择“ Strai n-Max Prin ci palPoint Tracking跟踪点最大应变分布由上图可知：应变整体上市呈上升趋势，因为材料的成型过程中 每个质点都产生了小的应变程度，所有质点应变的总和便构成了整个 工件的应变，所以总应变是逐渐增大的。6b.在二下拉菜单中，选择“ Stress-Max Prin