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DEFORM-3D基本操作入门QianRF前言有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算措施由于采用类型广泛的边界条件，对工件的几何形状几乎没有什么限制和求解精度高而得到广泛的应用有限元法在40年代提出，通过不断完善，从来源于构造理论、发展到持续体力学场问题，从静力分析到动力问题、稳定问题和波动问题随着计算机技术的发展与应用，为解决工程技术问题，提供了极大的以便既有的计算措施（解析法、滑移线法、上限法、变形功法等）由于材料的本构关系，工具及工件的形状和摩擦条件等复杂性，难以获得精确的解析解因此一般采用假设、简化、近似、平面化等解决，成果与实际状况差距较大，因此应用不普及有限元数值模拟的目的与意义是为计算变形力、验算工模具强度和制定合理的工艺方案提供根据 通过数值模拟可以获得金属变形的规律，速度场、应力和应变场的分布规律，以及载荷-行程曲线通过对模拟成果的可视化分析，可以在既有的模具设计上预测金属的流动规律，涉及缺陷的产生（如角部充不满、折叠、回流和断裂等）运用得到的力边界条件对模具进行构造分析，从而改善模具设计，提高模具设计的合理性和模具的使用寿命，减少模具重新试制的次数通过模具虚拟设计，充足检查模具设计的合理性，减少新产品模具的开发研制时间，对顾客需求做出迅速响应，提高市场竞争能力。

一、刚（粘）塑性有限元法基本原理  刚（粘）塑性有限元法忽视了金属变形中的弹性效应，根据材料发生塑性变形时应满足的塑性力学基本方程，以速度场为基本量，形成有限元列式这种措施虽然无法考虑弹性变形问题和残存应力问题，但可使计算程序大大简化在弹性变形较小甚至可以忽视时，采用这种措施可达到较高的计算效率   刚塑性有限元法的理论基本是Markov变分原理根据对体积不变条件解决措施上的不同（如拉格朗日乘子法、罚函数法和体积可压缩法），又可得出不同的有限元列式其中罚函数法应用比较广泛根据Markov变分原理，采用罚函数法解决，并用八节点六面体单元离散化，则在满足边界条件、协调方程和体积不变条件的许可速度场中相应于真实速度场的总泛函为：∏≈∑π（ｍ）＝∏（１，２，…，ｍ）（１）对上式中的泛函求变分，得：∑＝０（２）采用摄动法将式（２）进行线性化：＝＋Δｕｎ（３）  将式（３）代入式（２），并考虑外力、摩擦力在局部坐标系中对总体刚度矩阵和载荷列阵，通过迭代的措施，可以求解变形材料的速度场二、Deform-3d基本模拟功能切削machining（cutting）成形forming模具应力分析die stress analysis滚轧shap and ring rolling热解决heat treatment三、Deform-3d 基本构造与措施涉及前解决程序（Pre-processor）、模拟程序（simulator）和后解决程序（Post Processor）。

一方面要在ＣＡＤ软件（如Pro/E、UG等）中进行实体造型，建立模具和坯料的实体信息并将其转换成相应的数据格式（STL）；然后在软件中设定变形过程的相应环境信息，进行网格剖分；再在应用软件上进行数值模拟计算；最后在后解决单元中将计算成果按需要进行输出事实上，由于设立了冷成形、工件材料、模具等信息后，环境条件几乎全是默认的因此只要熟悉了操作环节，严格按规定操作可以顺利完毕预设立工作（pre-processor）；设立完毕后，通过数据检查（check data） 、创立数据库（generate data），将数据保存，然后关闭操作；启动模拟开关（switch simulation）、运营模拟程序（run simulation），进入模拟界面，模拟程序开始自动解算，在模拟解算过程中，可以打开模拟图表（simulation graphics）监视模拟解算进程，并进行图解分析，对变形过程、应力、应变、位移、速度等进行监视应用后解决器（post processor），分析演示变形过程，也可以打开动画控制开关（animation control），隐去工（模）具（single object mode），进行动画演示。

并同步可以打开概要（summary）和图表（graph），对荷栽、应力、应变、位移和速度等进行具体分析四、软件安装Deform-3d软件的安装，只要按提示操作，可以顺利完毕安装安装完毕后，分别打开原始程序文献夹和已经安装好的程序文献夹，在原始文献夹中找到MAGNiTUDE 文献夹并打开，将其中的文献拷贝到已经打开的安装文献夹中，重新启动计算机to be continued）DEFORM-3D基本操作入门(2)五、操作环节1、问题设立（problem setup）——打开程序，在打开的界面上，点击“文献file” ——在下拉菜单中，选择“新问题new problem”——在问题设立（Problem Setup）菜单中的问题类型（Problem Type）栏，选择“成形forming”——在问题位置（Problem location）中，一般选家庭目录（Under problem home directory））——修改问题名称problem name（可以不改）——点击“完毕finish”，打开操作界面操作的第一步，问题设立即宣布完毕to be continued） DEFORM-3D 基本操作入门(3)五、操作环节之二    有了前面的问题设立，就可以进入操作，本节重要简介对象（工件）设立中的几何模型设立。

2、操作设立（operation setup）——选择“公制SI”——修改操作名称operation name（可以不改）——选择加工形式Process type（选择冷成形cold forming）——选择形状复杂度shape complexity（一般默觉得适度）——设立对象（工件）object (workpiece)——工件形状选择workpiece shape（整体或对称）——对象数量选择number of objects——设立工件对象（温度、塑性等已经默认）——对象模型，选择“导入或定义初级模型import geometry or define primitive geometry”，也可以点击“输入模型import geometry”从其他文献夹中导入对象模型，但模型一般要用Pro/E等三维软件模型，并要转换为STL格式，才可以导入这里我们选择了“导入或定义初级模型”——在打开的界面对话框内，通过输入拟定工件形状与尺寸，完毕工件模型的导入Deform-3d基本操作入门（四）——通过输入拟定工件形状与尺寸——网络划分mesh，输入单元数，一般选~3000——选择材料material（从材料库中选择import material from library） ——设立边界条件boundary condition（一般为默认）——上模设立top die 措施与工件设立类似。

如： 输入或界定对象模型import object or define primitive geomitry等，不再反复 ——上模运动设立movement（一般选默认）——速度可以修改，也可以选择默认一般不影响模拟——下模设立bottom die，如工件设立类似如输入或界定对象模型import object or define primitive geomitry等，不再反复 ——工件与上下模设立完毕后，需要对对象定位position（选择自动或手动）——设立接触条件contact（一般为默认） ——设立上模行程primary die stroke——停止设立stopping control（可以不选） ——模拟设立simulation control（一般选默认）——创立数据库database generation（如果前面的操作正常，情形显示为“输入对的”），点击“检查数据check data”和“创立数据库generate database”并关闭操作close opr，完毕操作设立to be continued）Deform-3d基本操作(五)3、模拟解算（simulation）——打开模拟开关switch to simulation——运营模拟程序run simulation——启动模拟（点击“OK”程序开始自动模拟解算） ——打开模拟图表simulation graphics（模拟监视） ——选择右边的工具栏，进行模拟监视，从上至下分别是，无图形分析none——应变分析strain——应变率分析strain rate——应力分析stress——速度分析velocity——流量分析displacement——温度分析temperature——破坏分析damege——在右上工具栏选择清除工具，便于观测。

——在右下工具拦选择光滑smooth，增长视觉效果——也可以通过右上工具拦选择网格效果——分析应力分布等    在模拟解算过程中会遇到由于网格划分的不合理而中断模拟的状况,可以通过模拟界面下方的工具拦,选择需要的栏目,一般默觉得信息Message栏,也可以点击message显示信息to be continued）Deform-3d基本操作入门（六）4、后解决操作（post processor）——打开后解决界面deform-3d post ——在问题对话框中选择需要分析解决的项目，——打开数据库（显示对象模型） ——点击单个对象模式single object mode，消除工具模型，以便观测 ——点击播放按钮观测变形过程，或点击动画控制animation control，可以进行持续反复播放 ——点击概要summary或图表工具graph，打开对话框和图表，进行应力、应变、位移、速度、荷栽等分析 ——点击概要工具，打开对话框——选择步数和相应项目，点击小图表，显示图表  ——打开图表工具，点击应用Apply显示图表 ——可以选择不同颜色的图表背景——显示模型变形色谱，观测起来更直观 结束语：    随着数值模拟在塑性成形方面的应用越来越进一步，模拟工作逐渐从模拟简朴零件转向模拟复杂零件，从模拟单工步成形转向模拟多工步成形，从单纯的金属流动模拟转向温度场等多方面的复合模拟。

通过模拟所解决的问题不再单纯停留在学术上，而更多的与实际相结合，应用于生产之中数值模拟在冷挤压成形中的应用将会有如下趋势：①模拟复杂形状冷挤压件的成形过程；②模拟多工位冷锻成形过程；③模拟冷挤压成形过程中工件受力的同步考虑温度因素的影响，通过热力耦合得到更精确的成果；④研究工作将加深与实际生产的结合，更多解决生产实际问题end）。