1、實驗報告實驗名稱EF0RH-3D徹粗仿真實驗實驗課程鍛造工藝及模具設計指導教師專業班級姓名學號成績2013年 4月1日實驗一 DEF0RM-3D徹粗仿真實驗1實驗目的與內容實驗目的通過DEFORM軟件平臺實現徹粗過程的仿真模擬實驗。了解材料在不 同工藝條件下的變形流動情況，熟悉徹粗變形工藝待點。掌握圓柱體徹粗 過程的應力應變場分布特點。實驗內容運用DEFORM模擬如圖1所示的圓柱坯壓縮過程。圖1傲粗實驗模型（一）工藝條件上模：200X50,剛性材料，初始溫度200C；下模：200X200X40o工件：16鋼，尺寸如表1所示。表1實驗參數序號圓柱體直 徑，mm圓柱體 高度， mm摩擦系 數，滑動

2、 摩擦加熱溫度C錘頭運動速 度，mm/s徹粗行程1801500900500402801501200500403SO250090050040480250120050040（二）實驗要求（1）運用三維如阿健繪制各模具部件及棒料的三維造型，以St2格 式輸出；（2）設計模擬控制參數；（3）DEFORM前處理與運算；（4）DEFORM后處理，觀察圓柱體壓縮變形過程，載荷曲線圖；（5）比較方案1與2、3與4、1與3和2與4的模擬結果，找出圓 柱體變形后的形狀差別，說明原因；（6）提交分析報告及分析日志文件（log）。2實驗過程1）建模通過UG將壓縮的模型繪制出來，分別為坯料圓柱直徑80mm高150mm

3、和圓柱直徑80mm高250mm,并將它們各自的三部分分別導出為stl格 式，并保存。2）徹粗模擬a. 打開一個deform軟件，新建一個文件。（Insert object）添加 坯料Workpiece,上模Top Die,下模Bottom Die,并導入相應的之前保 存的stl格式文件（Import ）；b. 修改坯料的General,其中設定Object Type為plastic , AssignTemperature 為給定的 900/1200； （Mesh）將坯料分為 20000/40000 份，并預覽（Preview）, General Mesh：選擇坯料的材料（Material）為

4、16號鋼；在Property中計算坯料的體積，選擇自動計算（Active）;c. 修改 Top Die 的 General,其中設定 Object Type 為 Rigid, Assign Temperature 為 200；設定其 Movement 速度為 500in/sec;d. 設定 Bottom Die 的 General ,其中設定 Object Type 為 Rigid, Assign Temperature 為 200：e. 設定 Simulation Control 中的 Units 為 SI, Step 中的 Starting Step Number為T, Number of

5、 Simula tion St eps 為 40, Step Increme nt to Save 為 1, Primary Die 為 Top Die , With Constant Die Displacement 為lin.,然后點擊OK。f. 設置摩擦系數，分別為0和g. 保存并檢核（Check）,然后退出h. 運行（Run）3）后處理可以通過選擇查看壓縮的每一步的變形過程，Damage ,Strain-Effective ， Strain Rate -Effective , Stress Effective , Stress Max-Principal , Temperature ,

6、以及載荷行程曲線等。通過 這些參數來檢查所設定的這些數據是否合理。3實驗結果及討論1）變形過程（抓取6步）Sup 35.Stop 40第一組數據: 第二組數據:第三組數據:第四組數據:.1Slp 16Step 27Step 342）載荷行程曲線 第一組數據：Step 37亍第二組數據：Stp 13第三組數據:第四組數據: 丁Step 173）等效應變（抓取6步） 第一組數據：第二組數據:OOSlcp 40第三組數據:Step 1Seam F IdIo- 94XSlap 1?V.6eo tQDTQ71. AuoeerooM 30M42 IM第四組數據:sup 10O1M0W391A OOOJV)

7、D OOMldOOMl 05,A Milo9 ermoomr4）等效應力（抓取6步） 第一組數據：Stop !Sg 31X” EMMiStep 25a40eO4tto ao第二組數據:Step 15W EflKVrl:A 193Step M r第三組數據:Aooooooooao wsAD M4第四組數據:sup 10Step 18Step 2SSt*%*- C.9Mrsup 2eww. cmwIIAMDl.5）最大應力分布（抓取6步） 第一組數據：AO rStep 25D3IIo OR3”p20W“ W PtvmJIESMSup 40- MO PTM51JI IQ1 0ftar第二組數據:AJ

8、MO八O 4ia .gr*- LAQO02rstp MwS“ Pwx04T744D Ka Q 5 D OMJL 第四組數據:oO Mo m4實驗小結答：通過1、2、3、4的變形可以看出，1和3沒有在壓縮的過程中是 屬于均勻的變形過程，而2和4由于存在摩擦力，出現了不均勻的變 形，圓柱體四周出現鼓形輪廓。圓柱體在徹粗時除了受到變形工具的 壓縮力外，在斷面接觸處有摩擦力作用，摩擦力阻礙金屬質點橫向流 動，使得圓柱體產生鼓形。對比2和4可知，2比4出現的鼓形更為明 顯。比較損傷情況，由于1和3是不存在摩擦力的，它們是屬于均勻 變形的，損傷系數兒乎為0。而2和4存在摩擦系數不為0,產生的不 均勻變形，

9、出現了鼓形，存在缺陷或缺陷隱患。無摩擦徹粗時應變分布比較均勻，有摩擦存在時徹粗應變是不均 勻的。摩擦系數和高度都對變形有影響。比較1和3的變形情況可以看出1和3變形都比較均勻，因為他 們的摩擦力都是0,溫度也是相同的900攝氏度；損傷度也兒乎很少; 但是1最終的等效應變約為，而3最終等效應變約為；就等效應力看, 1的最終等效應力約為47,而3最終的等效應力就比它小，約為38；圓柱體的摩擦系數為0的時候，其表面應變與內部的應變分布都 比較均勻，變形為均勻的變形；摩擦系數為的時候，表面的應變與內 部的應變分布不均勻，各部分的最大應變都存在明顯的差異。比較載荷行程曲線，1、2、3、4都是上升的趨勢，主要分為兩段, 第一段為彈性變形階段，載荷曲線的斜率較大；第二段為塑性變形階 段，載荷曲線的斜率比較小。摩擦力越大，載荷力越大；反之，載荷 力越小。高度越低載荷力越大，高度越高，載荷越小。綜上所訴：工具與坯料之間的摩擦力會影響坯料變形的均勻性， 若是存在摩擦力變形會容易不均勻。同樣的溫度的不均勻也會使得坯 料產生不均勻的變形。摩擦系數的不同和圓柱體的高度不同都在不同 程度上的影響到做粗的變形情況，應力應變分布等情況。本次試驗通過三維軟件UG和模擬軟