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DEFORM-3D V5.0 基本操作指南 南昌航空大学材料学院 王高潮 2007.8. DEFORM 软件简介 DEFORM 系列软件是由位于美国 Ohio Clumbus 的科学成形技术公司( Science Forming Technology Corporation )开发的。该系列软件主要应用于金属塑性加工、热处理等工艺数值模拟。它的前身是美国空军 Battelle 试验室开发的 ALPID 软件。在 1991 年成立的 SFTC 公司将其商业化，目前， DEFORM软件己经成为国际上流行的金属加工数值模拟的软件之一。主要软件产品有： DEFORM-2D DEFORM-3D DEFORM-PC DEFORM-HT Module DEFORM-Tools 练习 01 金属塑性成形的前处理 前处理是有限元分析的主要步骤，它所占用的操作时间占到用户操作时间的80 % ，有很多定义都是在前处理阶段进行的。前处理主要包括： 1．几何模型建立或导入 2．网格划分 3．材料定义 4．物体的接触和摩擦定义 5．模拟参数的设定 几何模型建立或导入 在 DEFORM -3D软件中，不能直接建立三维的几何模型，必须通过其他 CAD / CAE 软件建模后导入到系统中。目前， DEFORM -3D的几何模型接口格式有： 1. STL:几乎所有CAD软件都有这个接口，它是通过一系列的三角形拟合曲面而成； 2. UNV: SDRC公司(现合并到EDS公司)软件IDEAS的三维实体造型及有限元网格文件格式，DEFORM接受其划分的网格。 3. PDA : MSC公司的软件patran的三维实体造型及有限元网格文件格式。 4 . AMG：这种格式DEFORM存储已经导入的几何实体。 网格划分 在DEFORM-3D中，如果用其自身带的网格剖分程序，只能划分四面体单元，这主要是为了考虑网格重划分时的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面体（砖块）网格。网格划分可以控制网格的密度，使网格的数量进一步减少，有不至于在变形剧烈的部位产生严重的网格畸变。 材料模型 在DEFORM-3D软件中，用户可以根据分析的需要，输入材料的弹性、塑性、热物理性能数据，如果需要分析热处理工艺，还可以输入材料的每一种相的相关数据以及硬化、扩散等数据。 为了更方便的使用户模拟塑性成形工艺，该软件提供了100余种材料（包括碳钢、合金钢、铝合金、钛合金、铜合金等）的塑性性能数据。以及多种材料模型。 每一种材料的数据都可以与温度等变量相关。 物体的空间位置调整 这里有两层含义，一是可以移动、旋转物体，改变他们的最初位置，因为在DEFORM-3D的前处理中不能造型，所以这一项功能特别重要，可以将输入到DEFORM中的毛坯、模具几何模型进行调整。二是为了更快地将模具和坯料接触，将他们干涉，有一个初步的接触量，这样计算上可以节省时间。另外，还可以定义摩擦接触的关系、摩擦系数、摩擦方式等。 模拟参数的定义 这里定义的参数，主要是为了进行有效的数值模拟。因为成形分析是一个连续的过程，分许多时间步来计算，所以需要用户定义一些基本的参数： 1．总步数：决定了模拟的总时间和行程； 2．步长：有两种选择，可以用时间或每步的行程； 3．主动模具：选择物体的编号； 4．存储步长：决定每多少步存一次，不要太密，否则文件太大； 1.1 创建一个新的题目 1．开始-程序- DEFORM3D 5 . 0 – DEFORM-3D，进入DEFORM-3D的主窗口。 2．File-New Problem 或在主窗口左上角点击按钮 3．在接着弹出的窗口中默认进入普通前处理(Deform 3D-preprocessor ) 4．接下来在弹出的窗口中用第四个选项“Other Place”，选择工作目录然后点击“Next” 5．在下一个窗口中输入题目的名称 ( Problem name ) BLOCK点击Finish 1.1 创建一个新的题目 前处理操作窗口由图形显示窗口、物体参数输入窗口、物体显示及选择窗口以及各种快捷按钮组成。 1.2 设置模拟控制参数 1．点击 按钮进入模拟控制参数设置窗口。 2．在Simulation Title一栏中把标题改为BLOCK。 3．设置Units 为English , Deformation 选项为Yes，其它模拟选项均为No。 1.3 导入毛坯几何文件 1．在前处理的物体操作窗口中点击按钮 (Geometry),然后再选择(Imput),选择在CAD中或其他CAE软件中的造型文件。本例中选择安装目录下DEFORM3D\V5.0 \ Labs的Block _Billet. STL 1.4 划分网格 对于那些非刚性材料和考虑传热