分享 | 如何学好Deform仿真模拟软件

2017-03-09 by:CAE仿真在线来源:互联网

DEFORM金属成形及热处理仿真软件是世界上最著名的工艺仿真软件,功能最全面,从金属凝固、下料剪切、塑性成形、抛丸、机加工、板料冲压拉深、热处理、微观组织变化等所有过程都可以实现,在全球以及国内拥有最广泛的用户群体,其高效计算、高精度得到了广泛认可。本人有幸从事这个行业,发现越来越多的工艺研发人员都想要掌握DEFORM软件的使用方法,但相关的系统学习教材太少,网络上也充斥着大量的过时资料或错误信息,很多人的学习都陷入了误区,不但浪费大量精力,而且模拟出不符合实际的计算结果,最后产生对软件性能的错误认知而不得不放弃。通过多年的学习和培训经验,以DEFORM v11.1为例,我总结出了以下方法,希望大家共同探讨进步,掌握这种先进的工艺设计辅助工具。

DEFORM使用人员大体可以分为两类,第一类是从事典型工艺类型的技术人员,例如锻造、轧制、拉拔、旋压、热处理、机加工、粉末压制与烧结等等传统加工工艺。对于这类使用者,大部分都具有实际设计生产经验,学习过程比较简单,能够快速掌握设置过程。DEFORM软件对于典型工艺提供了向导式操作,纯windows中英文界面,只需按照窗口提示,一步步输入相应工艺参数即可完成模拟的前处理设置。

向导模块选择

DEFORM v11.1对所有的向导式模块内容做了全新改版,参数设置过程更加直观合理,算法也更先进和多元化。现有的向导式模块包括传热、成形、多次锻打、模具应力分析、开坯、环轧、型轧、旋压、挤压、机加工、机加扭曲、热处理、热处理炉、热传递系数反算、循环、报告生成等多个向导式模块,在这些模块中具体应用时会有更详细的选择区分,例如机加工模拟,也可再次细分为车、铣、镗、钻等等,型轧类型也分为平板、带材、棒材(线材)、型材、管材、Kocks减定径机等,软件根据前期不同的选择,在随后的界面中会自动屏蔽一些参数设置窗口,减少设置干扰,并且向导式设置界面过程中能够自动生成一些高级的模拟设置,不但模拟精度更高,模拟计算时间也会缩短。另外随着工艺不断创新,新的加工方法层出不穷,DEFORM允许用户自定义添加新工艺类型的向导式设置模块。

型轧模块详细工艺类型的选择

另外一类是复杂工艺的研究人员和DEFORM爱好者,这类人员主要集中在高校、研究所等研发机构,他们经常创新出不同种类的工艺需要模拟仿真验证,加工方法是全新的,因此需要掌握更多的模拟设置方法,对软件使用要求较高。对于这类学习人员,在学习DEFORM软件之前,首先建议储备一些专业理论知识或经验,材料科学基础、材料力学是必须的,起码明白像应力、应变、本构方程等等这些基本概念是什么,再根据具体涉及到的领域,如金属成形、机加工、热处理、微观组织等,学习基本理论知识和概念,另外最好从事过相关领域的生产设计。否则,确定模拟目的都不可能,模拟更无从下手,变得毫无头绪。举个简单例子,很多人做残余应力分析,用塑性模型去做,然后发现最终结果没有应力分布,这是典型的理论基础不足。其次,学习简单的FEM有限元知识,不需要掌握多么深入,基本概念理解就行,有助于模型简化、深入理解相关参数设置。推荐大家一本书,北京大学出版的《DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程》,前几章是关于有限元和成形的基础知识介绍,后面也有一些简单案例,非常适合初学者。

打好理论基础以后,剩下任务的就是软件操作的学习了,对于第二类使用人员,推荐是的学习通用前处理设置界面,通用前处理界面可以实现任何类型的工艺模拟,DEFORM软件在11.1版本以后,对通用界面做了全新改版,同时保留了旧的通用前处理界面方便老用户的学习和使用,我们推荐新用户如果有机会,直接从新界面开始学习,新的前处理界面不但融入了更多的新功能,并且实现了向导化设置,设置过程的思路更加清晰流畅,不容易遗漏设置参数。下图是对新旧两个界面的设置顺序简单示意,这样看起来是不是很简单?我们只需要按部就班,对每一步理解后设置相关参数即可,如果当前这一步不需要,直接跳过,进行下一步设置。

旧的通用前处理设置界面

新一代通用前处理界面

每一步具体的参数设置含义是什么,如何设置?这个就需要我们花费一些精力去学习,因为如果只是照几个例子,从头到尾操作一遍,这只是站在模拟的大门口往里看了看,门都没有入,下次遇到实际问题还是不会设置,或者模拟计算结果是否和实际情况一致没有把握。目前不管是网络上的资料还是专业书籍,对具体设置过程没有详细解释。作为工艺研发创新人员,大部分人员是没有接触过有限元仿真模拟的初学者,推荐最有效的方法是学习DEFORM自带的帮助文档,DEFORM自带的帮助文档是目前所有有限元软件中,解释最详细的帮助文件,也是对DEFORM软件最权威的讲解,不但对涉及到的有限元理论、先进成形理论、材料基础知识、加工设备、加工方法有精辟介绍,而且对每一个功能如何使用、什么情况下使用都有详细说明,并且自带大量案例讲解。DEFORM帮助文档更像是材料加工领域的知识海洋,学习过程中对材料加工工艺的理解也会更上一层楼。帮助文档的学习需要我们具备英语基础,很多人看到帮助文档是英文时,都会发愁,其实完全不用担心,耐心学习一天,后面学习就会很顺畅了,因为实际上专业词汇数量并不多,常用单词的加起来就一百个左右,从事这个行业的技术研究人员大都本科以上学历,英语四级的水平足够了,建议使用软件时最好采用英文界面,能够更好的对应到帮助文档中学习软件。DEFORM功能较多,学习DEFORM软件基础操作后,如果遇到具体项目急需解决,帮助文档不用从头到尾每页都学,内容太多,使用它的搜索功能先学习查看自己需要的内容,会事半功倍。

学习帮助文档是比较耗时耗力的方法,如果说有简单快速的方法,还有一个办法,就是国内用户购买DEFORM正版软件以后,参加安世亚太的DEFORM软件培训课程,安世亚太是DEFORM软件独家代理商,是美国SFTC公司在中国大陆区域的良好合作伙伴,十几年的DEFORM软件培训及工艺研发模拟工作,已经梳理出一套完整的初、中、高级培训课程,并自制了大量的专业中文培训教材,通过课程学习可使广大用户获得软件使用的无上心法并能够获得长期技术支持,将DEFORM良好地用于实际生产项目的指导中。

想要掌握通过一个界面实现所有成形工艺模拟的设置方法,要求我们必须对每一个设置功能深入理解、灵活应用,要有钻研的精神。学习任何东西都是一样,需要静下心来,认认真真,一丝不苟的思考每一个细节设置,才有助于软件使用的提高。

DEFORM软件学习并不难,DEFORM做为一个成熟的CAE工具,只要用对方法,多思考、勤练习,就能熟练应用,让软件发挥巨大经济价值,同时提高工艺人员的设计经验和水平。DEFORM软件功能非常全面,无论哪一种工艺,只要是金属成形领域的,不仅能够实现仿真,而且可根据类型不同选用不同的先进算法,结果的丰富性和精度都是行业内最好的,我们只需要在软件中输入与实际相符的工艺参数,就能高效、高精度的完成计算,这也是DEFORM用户数量最多的主要原因。大家在软件学习过程中,新界面新功能也带给我们许多意外惊喜。相信不久的将来大家都会成为DEFORM软件使用高手,为振兴中国制造贡献自己的一份力量。

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