挤压模具毕业设计 - 图文 联系客服

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以显著增强。从查找和保持几何关系,到通过尺寸的修改、通过编辑截面的修改,以及不依赖线性历史记录的同步特征行为的明显优点,同步技术引入了全新的建模方法。 2)装配关联中的设计

当今大部分产品都设计为装配而非单个部件。每个部件模型必须与整个产品装配中的其他部件适当地建立界面。UG NX 6与以前版本相比,显著的区别就在于它加速了产品装配关联下设计部件模型的工作流程。 3)全屏显示UG NX 6窗口

新版UG NX 6软件新增全屏显示功能,这样将原有的菜单条、工具条、资源条和选择条都已删除,而且通过备选方式可用,具有更大的屏幕空问,便于更方便、快捷、有效地进行设计,加快工作流程。 4.1.2 DEFORMTM 介绍

DEFORM(Design environment for forming)是由美国Battelle Columbus实验室在八十年代早期着手开发的,国际上最著名的2D/3D成形加工和热处理工艺模拟分析软件,专为生产实际应用而设计开发,它能保证用户缩短设计、生产周期,优化最佳工艺,提高生产率。目前已有的DEFORM程序有:DEFORM-2D(二维),DEFORM-3D(三维),DEFORM-PC(微机版),DEFORM-PC Pro(微机Pro版),DEFORM-HT(热处理)。DEFORM?具有如下突出特色:

⑴ 模拟范围广:材料流动,锻造负荷,模具应力,晶粒流动,缺陷成因等。 ⑵ 适用工艺广:(a)冷、热、温过程;(b)锻造,拉拔,挤压,镦头,镦粗,轧制,摆辗,机加工车削,冲切等;(c)正火,退火,淬火,回火,时效,渗碳,蠕变,硬化等。

⑶ 适用设备多:液压锻机,锻锤,摩擦压力机,机械压力机,轧机,摆辗机等。

⑷ 材料库丰富:146种专用材料数据库。

早期的DEFORM-2D软件只能局限于分析等温变形的平面问题或者轴对称问题。随着有限元技术的日益成熟,DEFORM软件也在不断发展完善,目前,DEFORM软件已经能够成功用于分析考虑力耦合的非等温变形问题和三维变形(DEFORM-3D),此外,DEFORM软件可视化的操作界面以及强大而完善的网格自动再划分技术,都使DEFORM这一商业化软件在现代工业生产中变得愈来愈实用而可靠。

DEFORMTM 的理论基础是经过修订的拉格朗日定理,属于刚塑性有限元法,其材料模型包括刚性材料模型、塑性材料模型、多孔材料模型和弹性材料模型。

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DEFORMTM-2D的单元类型是四边形。3D的单元类型是经过特殊处理的四面体,四面体单元比六面体单元容易实现网格重划分。DEFORMTM 软件有强大的网格重划分功能,当变形量超过设定值时自动进行网格重划。在网格重划分时,工作的体积有部分损失,损失越大计算误差越大,DEFORMTM 在同类软件中体积损失最小。

DEFORMTM 软件提供了三种迭代计算方法:Newton-Raphosn、Direct和Explicit,根据不同的材料性能可以选择不同的计算方法。同时该软件提供了丰富的材料库,几乎包含了所有常用材料的弹性变形数据、塑性变形数据、热能数据、热交换数据、晶粒长大数据、材料硬化数据和破坏数据。 1.DEFORMTM 软件的模块结构

DEFORMTM- 2D和DEFORMTM- 3D的模块结构基本相同,都由前处理器、模拟处理器和后处理器三大模块组成(系统总体结构见图4-1),不同的是DEFORMTM- 2D自身可以制作简易的线框模具,DEFORMTM-3D 不具备实体造型能力,但它提供一些通用的CAD 数据接口,如IGES 和STL 接口。

图4-1有限元模拟系统结构层次

>前处理器

前处理器包括三个子模块(1)数据输入模块,便于数据的交互式输入,如:初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程以及摩擦系数等初始条件。(2) 网格的自动划分与自动再划分模块。(3) 数据传递模块,当网格重划分后,能够在新旧网格之间实

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现应力、应变、速度场、边界条件等数据的传递,从而保证计算的连续性。

>模拟处理器

真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的,DEFORMTM 运行时,首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线形方程组,然后通过直接迭代法和Newton-Raphson 法进行求解,求解的结果以二进制的形式进行保存,用户可在后处理器中获取所需要的结果。

>后处理器

后处理器用于显示计算结果,结果可以是图形形式,也可以是数字、文字混编的形式。可获取的结果可为每一步的(1) 有限元网格;(2) 等效应力、等效应变以及破坏程度的等高线和等色图;(3) 速度场;(4) 温度场;(5) 压力行程曲线等。此外用户还可以列点进行跟踪,对个别点的轨迹、应力、应变、破坏程度进行跟踪观察,并可根据需要抽取数据。

用户处理器允许用户对DEFORM的数据库进行修改,对系统进行重新设置以及定义自己的材料模型等。

DEFORM 用来分析变形传热热处理相变和扩散之间复杂的相互作用。

图 4-2 塑性成形过程中各部分之间的关系

2.DEFORM-3D介绍

DEFORM家族中的DEFORM-3D是在一个集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性进行模拟仿真分析。它适用于热、冷、温成形,提供极有价值的工艺分析数据。如:材料流动、模具填充、锻造负荷、模具应力、晶粒流动、金属微

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结构和缺陷产生发展情况等。DEFORM-3D功能与2D类似,但它处理的对象为复杂的三维零件、模具等。与DEFORM-2D相比,它具有如下优点:

1)不需要人工干预,全自动网格再剖分。系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器,生成优化的网格系统。在要求精度较高的区域,可以划分较细密的网格,从而降低题目的规模,并显著提高计算效率;

2.)前处理中可自动生成边界条件,确保数据准备快速可靠;

3.)DEFORM -3D模型来自CAD系统的面或实体造型(STL/SLA)格式; 4)集成有成形设备模型,如:液压压力机、锤锻机、螺旋压力机、机械压力机、轧机、摆辗机和用户自定义类型(如胀压成形);

5)表面压力边界条件处理功能适用于解决胀压成形工艺模拟;

6)单步模具应力分析方便快捷,适用于多个变形体、组合模具、带有预应力环时的成形过程分析;

7)材料模型有弹性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义类型;

8)实体之间或实体内部的热交换分析既可以单独求解,也可以耦合在成形模拟中进行分析;

9)具有FLOWNET和点迹示踪、变形、云图、矢量图、力-行程曲线等后处理功能;

10)具有2D切片功能,可以显示工件或模具剖面结果;

11)程序具有多联变形体处理能力,能够分析多个塑性工件和组合模具应力; 12)后处理中的镜面反射功能,为用户提供了高效处理具有对称面或周期对称面的机会,并且可以在后处理中显示整个模型;

13)自定义过程可用于计算流动应力、冲压系统响应、断裂判据和一些特别的处理要求,如:金属微结构,冷却速率、机械性能等。

所以,DEFORM-3D(三维)是一套基于工艺模拟系统的有限元系统(FEM),专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维 (3D) 流动,提供极有价值的工艺分析数据,有关成形过程中的材料和温度流动。典型的DEFORM-3D 应用包括锻造、挤压、镦头、轧制、自由锻、弯曲和其他成形加工手段。

DEFORM -3D是模拟3D材料流动的理想工具。DEFORM -3D强大的模拟引擎能够分析金属成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器,生成优化的网格系统。在要求精度较高的区域,可以划分较细密的网格,从而降低题目的规模,并显著提高计算效

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