1、,1,Deform 6.1 操作,”,1.1 创建新问题,单击“File New Problem,，选择“DEFORM-3D pre-processor”，,输入文件名“block ，单击,。进入前处理界面。如图,6,2,1. 长方体锻造前处理,3,单击,1.2.,加载模型对象数据,1）、单击两次,，将“Work piece”的标题改为“block”。选中“block”，在“操作数据,7,4,设置模拟控制参数,，进入控制界面。将标题改为“block”，确保是在英制的环境下，如图。,单击 ，在“Number of Element”中输入5000，将实体划分为5000个网格。单击“预览”，在确定网
2、格无误后，单击“ 生成网格。如图。,显示区单击,，进入几何建模。单击“Import”， 在“安装位置DEFORM3DV5.0Labs,directory”中选择“Block_Billet.STL”。,5,2）、划分网格,1.4 设置材料属性,选择“block”，单击,， 选择“steel”“AISI1035, COLD”， 双击即可添加材料。添加材料后，将会在树状显示区显示如图,1.5 添加上模,选择“上模”“,”，单击,，进入几何建模。单击“Import”，在“安装位置DEFORM3DV5.0Labs directory”中选择“Block_TopDie.STL”。,6,1.6 添加下模,选
3、择“下模”“,单击,，进入几何建模。单击“Import”，在“安,装位置DEFORM3DV5.0Labs directory”中选择“Block_BottomDie.STL”。加载完上下模之后，图形显示区会出现如下图形。,7,1.7 设置上下模的移动,在此次模拟中，上模向下运动，给物体施加压力。选择“上模”“ ，类型选择“速度Speed”，以1in/sec的速度向Z方向运动。如图：,单击,8,1.8 设置作业温度,由于一些应力与温度的变化有关，故需要设置作业温度，本次模拟是在室温下进行，温度为20度。选 择 “ block ” ， 单 击, C ， 或 者 英 制 68 F 。 设 置 温 度
4、 时,9,单击,1.9 设置模拟条件,进入控制界面。从1步开始，共运行20步，每步增长为0.02, 其数值为网格尺寸的1/3。网格尺寸可通过 测量 。运行的对象是上模。（Definition：定义、释义）。,10,1.10. 添加接触关系（InterObject Relationships）,单击,，会出现一个对话框“是否需要系统添加？”单击,。弹出设置界面。选中,单击,，选择最合适的公差，单击,，完成设置。如图所示,11,1.11. 生成数据数据。,单击,开始检查是否可以生成数据。当出现如图所示时，数据生成成功，单击 生成数据“block.DB”。,1.12. 保存并退出前处理界面 1.13
5、. 开始计算从前处理的界面出来之后，会在Deform的界面上出现如图所示：,12,13,单击,选择“block.DB”，单击SimulatorRun，开始结算。完成。 1.14. 后处理在Deform的界面上，单击Post ProcessorDeform 3D Post，进入后处理界面。1) 观察“Strain-Effective”选择Strain-Effective，如图,14,单击,下图为第八步的应变和三点的应变曲线。,3) 物体的切片观察工件内部的应变情况 单击 ，在弹出的对话框中改变坐标的值即可观测到。如图：, 15 ,前面已经介绍了如何进入前处理界面，这里不再多讲。模型建立：首先使用
6、三维建模软件建立自己需要的模型，保存格式选择STL,GEO, PDA,UNV,IGS 格式中的一种，最常用的是 STL 格式文件。根据不同的建模软件保存格式会有所不同。将建立好的模型文件保存到自己希望的文件夹内。值得注意的是，由于该软件不支持中文，因此文件夹及其模型文件名字中不能出现中文。模型导入：打开 DEFORM 软件，在新建问题时选择你已经建立好的文件夹，进入前处理界面，首先需要导入的是工件，一般是变形体工件，因此系统默认的工件类型为塑性,18,2. 操作使用说明,2.1. 模型导入,如果文件不在此文件夹内，可另选文件夹导入模型。当工件导入完成之后，在显示窗口中会有工件模型出现。接下来导
7、入模具模型，点击添加模型对象按钮 添加一个模型对象。系统默认的第一个模具名称为 Top Die，使用同样的方法导入模具对象。当有多个模具时继续点击 按钮添加模型对象并导入模型文件。,2.1. 模型导入,（Plastic）。点击,按钮，然后点击,按钮，导入模型文件,19,2. 操作使用说明,另外，如果需要可以修改模型名称。可以点击 General 按钮，然后在 Object Name 对话框中修改模型名字，然后回车或点击 Change 按钮即可修改。同样，模型的名称中一样不能出现中文字符。,当所需要的模型全部导入后，单击模型列表中的工件，然后点击 Mesh 按钮对工件进行网格划分。网格划分有两种
8、方式，一种是用户指定单元数量，系统默认划分方式，另一种是手动划分网格方式。点击 Mesh 按钮之后，在 Detailed Settings 里面可以修改划分方式。还有一点需要说明的是，用户指定的网格单元数量只是网格划分的上限约数，实际划分的网格单元数量不会超过这个值。该数值越大，所需要的计算量越大，计算时间就越长。建议在练习阶段设置 30005000 即可，不要将网格划分的过多，除非你的模型很大,或精度要求很高。,2.2. 网格划分,2. 操作使用说明,2.1. 模型导入,另一种手动设置网格使用的是 Detailed Settings 下的 Absolute 方式，该方式允许用户指定最小或最大
9、的网格尺寸和最大与最小网格尺寸的比值。该值设置完成在网格单元数量中可以看到网格的大概数目，但无法在那里修改，只能通过修改最大或最小单元尺寸来修改单元数目。设置完成之后直接点击 Generate Mesh 按钮生成网格单元。注释：对于仅仅是 Deformation 模拟刚性对象是无法划分网格的，如果有热模拟，则可以对刚性模具划分网格，而且有必要划分网格。（如果对模具没有划分网格，则产生的变形热将全部被工件吸收，造成工件温度急剧上升。）,21,2. 操作使用说明,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,只有在完成网格划分之后工件才能添加材料。这里需要说明的是，这里的材料库使用的标准有些和我们常用的
10、标准一样，但很多和我们所采用的材料标准不同，这里就作者所了解的钢进行一点说明。其中材料库中名称为 AISI开头的为美国标准，DIN 开头的为德国标准，JIS 开头的为日本标准。这些标准和国标有些近似对应关系，具体对应关系可在网上查找或查找相关手册。最后需要说明的时，材料名字后面带有温度的材料是该材料在此温度范围内使用，材料库中有其对应的流动应力。参考 3DLabs P72 ：超过该温度或低于该温度使用，可能没有该材料的流动应力对应，计算结果值得怀疑。,22,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.4. 模型定位,23,2. 操作使用说明,当网格划分，
11、材料定义完成之后就需要对模型进行对位了，也可以称为装配。如果在模型建立阶段就定位好模具和工件之间的位置，这里就不需要设置了。,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,首先点击对象定位按钮 位置设置按钮依次为Mouse driven，Drop，Offset，Interference，Rotational，Advance。在使用任何方式之前都需要在Positioning Object 对话框中选择你要移动的对象。,2.4. 模型定位,24,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,首先点击对象定位按钮 位置设置按钮依次为Mouse driv
12、en，Drop，Offset，Interference，Rotational，Advance。在使用任何方式之前都需要在Positioning Object 对话框中选择你要移动的对象。,Mouse driven：使用此按钮可以手动调节模型的位置，但是缺点是无法完成精确定位。优点是移动方便，鼠标点到那个方向，模型就可以向那个方向移动。但很少用。 Drop：使用该按钮可以对选中的对象下落到指定方向上的另一个对象上。 Offset：最常用的按钮，使用该按钮可以让所选对象按照指定的方向移动指定的位移。在指定位置时，第一个框中为X 方向的位移，其次为Y 方向，Z 方向，如果使用X方向，只要在X 方向上
13、填写一个负数即可。 Interference：干涉移动，在移动一个对象时，使用两外一个对象作为参考，让两个物体产生一定的干涉接触。但也可以设置干涉量为0，即接触但不干涉。,2.4. 模型定位,25,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,Rotational：按照指定的角度旋转所选的对像。需要指定旋转轴和旋转中心，旋转中心默认为（0,0,0），在必要时可以修改。这里需要说明的是旋转角度是以逆时针为正，顺时针为正。而且以旋转轴指向用户来判断。 Advance：这里就略去了，这个按钮使用情况不多。最后值得说明的就是，在设置后对象的移动后，需要点击Apply
14、按钮，否侧对象不发生移动。还有，当你点击应用按钮，对象已经发生了移动，但还没有点击OK 退出定位界面对话框时，点击Cancel 按钮可以撤销对象的移动。,2.4. 模型定位,26,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,在完成前处理操作之前，这一步不能缺少。点击 按钮，进入对象关系设置界面，一般设置模具与工件之间的摩擦系数，以及工件与模具之间的热传导系数。在摩擦系数设置里面，有两种摩擦条件可以选择，一种是剪切摩擦，一种是库仑摩擦。 （剪切摩擦力大小与最大剪应力成正比，而库仑摩擦力大小与物体间的正压力大小成正比。）,2.4. 模型定
15、位,27,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,这一步至关重要。首先讨论步数的设置，一般认为步长设置为工件网格单元最小尺寸的1/31/5 左右，尽量设小不设大。因为在计算模拟的时候，增量步代表模具每次压下工件的距离或工件变形的程度，当工件变形程度过大的时候，网格单元就发生较大的变化，网格形状就会变坏，造成单元畸变。在有限元网格中，较好的单元形式为锐角三角形，较差的就是钝角三角形。当增量步设置较大的时候，工件网格三角形就会大量的变为钝角三角形，也就是单元恶化或变坏。 单元最小尺寸可以通过标尺来测量，也可以通
16、过察看工件的网格看Detail Settings 里面的最小网格尺寸。总步数的设置可以通过计算得到，假如模具的位移为M，增量步为X，则总步数N 应为N=M/X。如果选择时间（Y 秒）作为增量步，则需要根据模具速度（V）来计算相当于多少增量步长。即N=M/VY。一般需要多设几步来避免计算误差造成步数不足。,2.4. 模型定位,28,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,2.7. 数据文件生成,前处理的最后一步设置，首先点击 按钮打开数据文件生成视窗。在数据文件生成之间最好是点击以下Check 按钮，检查前面
17、的前处理工作是否有遗漏之处。如果数据文件能够生成，则以蓝色字体显示Database can be generate。如果出现严重问题，则会显示Database cant be generate 并以灰色显示。出现的警告信息以“？”开头显示，出现了错误信息则以“！”开头显示。很多都是以简写的方式显示出现问题的原因，所以如果能够了解各个意识的简写对错误处理很有帮助。下面我将部分原因列出供大家参考：,2.4. 模型定位,29,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,2.7. 数据文件生成,2.4. 模型定位,30
18、,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,2.7. 数据文件生成,2.8. 保存前处理设置,当前期工作完成之后，可以认真检查一下各个参数的设置，也可以直接生成数据文件并退出前处理，这里建议先保存一下Key 文件，然后再生成数据文件。或者生成数据文件之后再保存一次Key 文件。这样你的设置就被记录在Key 文件中。,2.4. 模型定位,31,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,2.7. 数据文件生成,2.8. 保存前处
19、理设置,2.9. 启动模拟计算器,这一步是最简单的事情了，只要点击一下主程序窗口中的运行按钮 ，或者点击面的Run(option)按钮，都可以起动模拟计算。在程序开始计算后所运行的文 件名字上会显示Running，其所对应的DB 文件也会显示Running 或Remeshing，后者表示 在重划分网格。如果使用Run(option)按钮启动的模拟计算，程序启动后可以点击Close 关闭Run(option)界面。程序运行阶段可以通过Message 信息窗口来观察运行状况。也可以通过Dos 窗口下显示的内容看到程序运行状况是否良好。如果想中途停止程序来观察运行的效果，可以使用Simulator
20、下面的Stop 选项，也可以点击停止按钮来结束正在运行的程序，这时所运行的程序文件名字上面显示Aborting（放弃）。但是程序一般不会立即停止，他会把内存中的数据写入到文件保存，这可能需要等待一段时间，如果想要立即停止，可以使用关闭Dos 窗口，或者选择Simulator 下面的Process Monitor 进程管理器，并选择打开界面上的AbortImmediately（立即放弃）选项。如果选择了立即停止，则原来的DB 文件名字将会变成Forg3，没有后缀。你可以通过手动修改该文件名子为原来的文件名字即*.DB，也可以打开主程序之后根据系统提示是否将*文件更名为.DB，接受建议即可。,2.
21、4. 模型定位,32,2. 操作使用说明,2.3. 材料添加,2.2. 网格划分,2.1. 模型导入,2.5. 接触关系定义,2.6. 模拟控制设置,2.7. 数据文件生成,2.8. 保存前处理设置,2.9. 启动模拟计算器,2.10.后处理操作,后处理是我们做模拟所需要得到的最后结论，也是验证我们的模拟成功与否的关键。当模拟计算结束之后，这时点击后处理选项，即点击 中的DEFORM3DPost 选项打开后处理界面。 几个按钮分别为：跳到第一步，先后一步，向后步步演示，停止，向前步步演示，向前一步，跳到最后一步。可以通过向前步步演示看到模拟运行情况。但更多的是需要形成图表或曲线图。这可以通过点
22、击 来实现。其中X 轴可以选择位移或时间，Y 轴可以选择各个方向的力、速度等参数。,3. 方块锻造模拟&后处理 3.1. 介绍 3.2. 打开之前存储过的问题 3.3. 开始模拟 3.4. 结果的后处理,3.4.1. 3.4.2. 3.4.3.,计算步数选择 状态参数设置 点追踪,33,3. 方块锻造模拟&后处理 3.1. 介绍 3.2. 打开之前存储过的问题 3.3. 开始模拟 3.4. 结果的后处理,3.4.1. 3.4.2. 3.4.3.,计算步数选择 状态参数设置 点追踪,34,3.4.4. 目标的分割3.5. 退出,3.1. 介绍DEFORM3D 后处理这个环境主要集中于模拟的运行以
23、及结果的可视化,如果 DEFORM 没有打开, 在之前的环境下打开它。 当主窗口, 单击目录下的 BLOCK文件夹并打开。3.3. 开始模拟你现在已经可以单击simulator下的run来开始模拟。,35,3.2. 打开之前存储过的问题,Message目录可以提供关于正在进行的模拟进程的信息以及处理结果健康程度的信息。当模拟完成时,下一步将出现在Message 目录的最后一行：3.4. 结果的后处理,当模拟进行中，可以在message目录下对模拟的进程进行实时的监视。单击message键来查看子文件。只要系统默认的 选项核查无误, Message目录会每两秒刷新一次。,下的,当模拟完成后, 单
24、击,， DEFORM3D 处理器将会出现。,36,3.2. 打开之前存储过的问题,37,38,一些最常用的状态参数在窗口顶部的下拉菜单中显示。,39,选择条目下的 StrainEffective 将可以看到工件经历的变形量。 单击 图标 可以弹出 STATEVARIABLE 窗口，然后选择 作为缩放选项。 这个选项通过球体的有效应变的最大值和最小值作为颜色工具栏的两极，再通过工 步的演示来观察应变堆积。 状态变量下拉菜单只是显示几个可以被绘制的变量。图标可以用来获得所有的状态参数选项。,3.4.3. 点追踪在 DEFORM 中，可以在模拟过程中追踪物体上的点 。不仅可以追踪到点的位置，而且可以
25、追踪到这些位置的状态参数。 如果要打开 POINT TRACKING 窗口 , 单击 图标。我们在没有变形的几何体上定义一些点，然后再观察几何体变形的时候这些点取哪里了。若要看到没有变形的几何体 , 单击 键来看模拟的第一个工步。接下来在工件上单 击 三个位置 ( 如下图所示点附近 ) ，然后单击 键。,选择默认设置 Tracking Option 后单击如果有效应变正在 DISPLAY 窗口中被描绘，接着 Point Tracking 的描绘将会出现，它 是用来表现之前选择的三个点的“有效应变时间”的变化规律。下面的信息会出现在 Object Tree 中：当点在被追踪时，如果有效应变没有被
26、描绘出来，下面的信息将会在 Object Tree 中显示 出来：如果一个状态参数从 State Variable 下拉菜单中被选出来时，那三个点的点跟踪图表将出 现在 DISPLAY 窗口中。图标来一步步的演示。 你会注意到当工步改变时 Point Tracking 中相应的那一步仍然会高亮显示。 单击 图标来停止按步重放。当你单击点追踪图像的任何地方时DISPLAY 窗口中的被选择的工步将会改变以配合图像中所选位置的改变,单击, 25 ,40,单击,3.4.4.,目标的分割,在 DEFORM3D 中，可以切割物体并查看其内部不同的状态参数。我们可以通过右击Object Tree中的Poin
27、t Trackin并选择Hide PointTracking选项来隐藏点追踪图像。图标打开SLICING 窗口。 物体可以通过不同的方法被分割。 DISPLAY窗口中的物体被一个矩形的黄色边框包围。 通过点击一个边框一个垂直的边缘，将会创建一个水平的切割平面。同样的，点击一个水平的边，可以创建一个垂直的切割平面。点击黄色边框的不同位置来练习切割命令。切割平面是通过一个平面上的点以及这个平面的法方向来定义的。这些参数在SLICING 窗口 中通过P (点) 和N (平面)来指定。物体的切割同样也可以通过选择点的X, Y,或 Z 坐标并使用切割工具条拖动上下来实现。当 切割器移动的时候，物体就动态
28、的被实时切割。单击点的X 坐标，如下面被圈中的，接下来前后 拖动滑块来切割物体。, 26 ,41,许多选项可以用来确定如何展示切面。, 27 ,击,3.5. 退出,当你完成时, 通过退出图标来退出 DEFORM3D。,来结束后处理过程。当你退回到主窗口时，可以通过点, 28 ,43,4.1. 介绍 4.2. 创建一个新问题 4.3. 创建对象 4.4. 坯料的网格化 4.5. 设置边界条件 4.6. 对象间的关系设置 4.7. 完成前处理并进行模拟运算 4.8. 后处理,44,4. 立方环,4.1. 介绍,在模拟过程中在可能用到对称的地方尽可能的利用它。这么做节省计算的时间而且能增加解决准确性
29、. 此外，能够充分描述问题可能的最小区段应该被做成模型.在这里, 我们将模拟立方环的端部. 对于立方环很有可能利用到对称。在这里将看到仅仅是整个几何模型的 1/16 决定了环的整体变形 。, 29 ,45,4. 立方环,在unix系统中,键入DEFORM3去打开DEFORM3D。在Windows系统中, 单击 按钮并且从目录中选择DEFORM3D，这时DEFORM3D的主窗口将显现出来。,创建一个新问题可以通过单击 图标来实现。在DEFORM3D中打开一个新的问题，并接受缺省设置进入预设计可以通过单击来 实现。单击在DEFORM问题目录下定位一个新问题的位置。在问题名栏内，取名为SquareRing然后单击 DEFORM3D的前处理将被打开。,4.4.,坯料的网格化,48,49,50,51,52,53,54,
