6个关键词带你全面认识DEFORM

2018-05-21 by:CAE仿真在线来源:互联网

关键词一:金属成形

专为金属成形而设计,对锻造、挤压、拉拔、自由锻、旋揉成形、轧制、粉末成形、切削、冲压、旋压、焊接、电磁成形等工艺以及DOE工艺参数优化设计。

关键词二:热处理

模拟多种热处理工艺类型,包括正火、退火、淬火、回火、时效处理、蠕变、高温处理、相变、硬化和时效沉积等,精确预测热处理工艺评价参数。

关键词三:机械加工

分析车削、铣削、钻孔、磨削等工艺过程,预测切削加工温度场,应力应变,切削力及切削屑形态,并计算切削后形变。

关键词四:专用材料数据库

自带材料模型,包括弹性、刚(粘)塑性、弹塑性、热刚(粘)塑性和粉末介质材料模型。

关键词五:网格自动重分

计算中大变形部位网格全自动重新剖分,完全智能化,勿须人工干涉。

关键词六:用户自定义子程序

用户自定义子函数允许用户定义自己的材料模型、模具运动、压力模型、断裂准则和其他函数。

模锻成形淬火热处理

基于以上关键词,让我们一起来详细解读下DEFORM的特色功能,以及到底能带来哪些实实在在的价值?

DEFORM是一套基于有限元分析方法的专业工艺仿真系统,用于分析金属成形及其相关的各种成形工艺和热处理工艺。二十多年来的工业实践证明了基于有限元法的DEFORM有着卓越的准确性和稳定性,模拟引擎在大流动、行程载荷和产品缺陷预测等方面同实际生产相符,保持着令人叹为观止的精度,被国际成形模拟领域公认为处于同类型模拟软件的领先地位。

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。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、金属微结构和缺陷产生发展情况等。

DEFORM 不同于一般的有限元程序,是专为金属成形而设计、为工艺设计师量身定做的软件。DEFORM可以用于模拟零件制造的全过程,从成形、热处理到机加工。DEFORM主旨在于帮助设计人员在制造周期的早期能够检查、了解和修正潜在的问题或缺陷。DEFORM具有非常友好的图形用户界面,可帮助用户方便地进行数据准备和成形分析。这样,工程师们便可把精力主要集中在工艺分析上,而不是去学习烦琐的计算机软件系统。

DEFORM通过在计算机上模拟整个加工过程,帮助工程师和设计人员:

① 设计工具和产品工艺流程,减少昂贵的现场试验成本。

② 提高模具设计效率,降低生产和材料成本。

③ 缩短新产品的研究开发周期。

④ 分析现有工艺方法存在的问题,辅助找出原因和解决方法

Deform价值提升

1、DEFORM的特色功能

友好的图形界面

DEFORM专为金属成形而设计,具有windows风格的中英文图形界面, 可方便快捷地按顺序进行前处理及其多步成形分析操作设置,分析过程流程化,简单易学。另外,DEFORM针对典型的成形工艺提供了模型建立模板,采用向导式操作步骤,引导技术人员完成工艺过程分析。

图形界面

高度模块化、集成化的有限元模拟系统

DEFORM是一个高度模块化、集成化的有限元模拟系统,它主要包括前处理器、求解器、后处理器三大模块。前处理器完成模具和坯料的几何信息、材料信息、成形条件的输入,并建立边界条件。求解器是一个集弹性、弹塑性、刚(粘)塑性、热传导于一体的有限元求解器。后处理器是将模拟结果可视化,支持OpenGL 图形模式,并输出用户所需的结果数据。DEFORM允许用户对其数据库进行操作,对系统设置进行修改,并且支持自定义材料模型等。除此之外,DEFORM能够将2D/3D系统整合于同一界面,可实现2D/3D模型的网格及参数数据转换,完成二维到三维的多工序联合分析计算。

多工序操作集成系统能够将锻造、热分析、热处理、切削、自由锻、轧制工艺的分析集成在统一操作界面下,实现多工序任意工艺内容的添加计算,并能够实现各工序参数的卡片式管理,达到成形及热处理的全工艺连续分析。

MO多工序分析系统

有限元网格自动生成器以及网格重划分自动触发系统

DEFORM强大的求解器支持有限元网格重划分,能够分析金属成形过程中多个材料特性不同的关联对象在耦合作用下的大变形和热特性,由此能够保证金属成形过程中的模拟精度,使得分析模型、模拟环境与实际生产环境高度一致。DEFORM采用独特的密度控制网格划分方法,方便地得到合理的网格分布。计算过程中,在任何有必要的时候能够自行触发高级自动网格重划生成器,生成细化、优化的网格模型。

集成化有限元系统

集成金属合金材料库

DEFORM自带材料模型包含有弹性、弹塑性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义材料等类型,并提供了丰富的开方式材料数据库,包括美国、日本、德国的各种钢、铝合金、钛合金、高温合金等300种材料的相关数据。用户也可根据自己的需要定制材料库。

按国家分:美国标准(AISI、SAE、ASTM),日本标准(JIS),德国标准(DIN),国际标准(ISO),欧洲标准(EN),俄罗斯标准(GOST),英国标准(BS),韩国标准(KS)。
按用途分:铝合金(130种),不锈钢(40种),模具用钢(17种),工具钢(85种),钢(200种),耐高温钢(60种),超合金(17种),钛合金(22种),刀具用钢(11种),其他铜、金刚石等(27种)。
按行业分:冷成形用材料,热处理用材料,热成形用材料,机加工用材料,特殊行业材料。

材料数据库

集成多种成形设备模型

DEFORM集成多种实际生产中常用的设备模型,包括液压机、锻锤、机械压力机、螺旋压力机等。设备型号数据库还包括多种型号锻锤、机械压力机、螺旋压力机数据,可根据实际压机型号直接选用。成形设备数据库可以分析采用不同设备的成形工艺,满足用户各种成形条件下模拟的需要。

成形设备型号数据库

先进的DOE工艺参数优化环境

DEFORM DOE设计优化系统能够进行成形工艺参数及模具结构设计参数的多参数自动优化,在设定多个变量及目标函数的条件下实现工艺参数及结构设计参数的优化,自动提供最佳的工艺设计方案。可优化毛坯尺寸、模具结构、应力应变、材料破坏、材料重量、成形缺陷、成形边界条件等方面,提供优化及成功的工艺方案参数。DOE模块在业内是唯一实现成形工艺智能优化的模块,在该领域的应用已取得领先地位。

DOE优化工具

用户自定义子程序

DEFORM HT提供了求解器和后处理程序的用户子程序开发。用户自定义子函数允许用户定义自己的材料模型、动力学转变模型、破裂准则和其他函数,支持高级算法的开发,极大扩展了软件的可用性。后处理程序的用户子程序开发允许用户定制所关心的计算结果信息,丰富了后处理显示功能。

材料本构及微观模型参数计算功能

DEFORMMAT提供了解决复杂材料本构模型参数和JMAK模型各系数的计算功能,通过提供宏观、简便的试验数据即可拟合出用于特殊材料本构模型的转变参数,通过实际的微观显微图像能够更准确地设置微观组织的初始条件,通过应力应变、晶粒等简便的试验数据即可计算拟合出回复再结晶、晶粒生长的参数,使得实际中的材料能够获得更为准确的计算初始参数和最终成形及微观组织演变结果。针对新材料的热处理转变曲线,提供了根据合金配比及晶粒尺寸计算TTT淬火曲线的功能。

辅助成形工具

DEFORM针对复杂零件锻造过程,提供了预成形设计模块Preform,该模块可根据最终锻件的形状反算锻件的预成形形状,为复杂锻件的模具设计提供了指导。

针对热处理工艺界面热传导参数的确定,提供了反向热处理分析模块(Inverse Heat),帮助用户根据试验结果确定界面热传导参数。

2、实用价值

完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、NASTRAN等CAD和CAE接口,方便用户导入模型。
提供多达250种材料数据的材料库,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、晶体长大数据、材料硬化数据和破坏数据,方便用户计算过程中使用。
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,生成优化的网格模型。在精度要求较高的区域,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。
提供三种迭代计算方法:Newton-Raphson、Direct和Explicit,用户可根据不同工况、不同材料性能选择不同计算方法。
多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性。
并行求解显著提高求解速度。
获得金属成形过程中的速度场、应力应变、温度场、流线等结果,以分析型材成形中充填不满、折叠、开裂等缺陷。
设计工具和产品工艺流程,减少昂贵的现场试验成本。
提高工模具设计效率,降低生产和材料成本。
为用户优化模具结构及工艺参数。
缩短新产品的研发周期。

综上 ,DEFORM是用来分析变形、传热、热处理、相变和扩散以及晶粒组织变化等。以上的各种现象之间都是相互耦合的,拥有相应模块以后,这些耦合效应将包括:由于塑性功、界面摩擦功引起的升温、加热软化、相变控制温度、相变内能、相变塑性、相变应变、应力对相变的影响、应变及温度对晶粒尺寸的影响以及碳含量对各种材料性能产生的影响等。

3、主要模块

DEFORM-2D

在同一集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性等,主要用来分析成形过程中平面应变和轴对称等二维材料流动,适用于热、冷、温成形,广泛用于分析锻造、挤压、拉拔、开坯、镦锻和许多其他金属成形过程,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、模具应力和缺陷产生发展情况等。包含了DEFORM的核心功能。支持PC平台的Windows XP/Vista系列操作系统,支持UNIX/LINUX系统。

DEFORM-3D

在同一集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性等,主要用于分析各种复杂金属成形过程中三维材料流动情况,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。支持PC平台的Windows XP/Vista系列操作系统,支持UNIX/LINUX系统。

DEFORM-F2

集成前处理、求解器和后处理于一体的独立分析系统,具有向导式的操作界面,使得用户可以方便地建立模型并完成分析过程。主要用于典型的平面应变和轴对称等二维材料流动的冷、温、热成形以及传热过程分析。相对于DEFORM-2D,DEFORM-F2更容易使用,用户能够很轻松完成前处理设置。但是软件功能上有一些限制,比如:支持材料本构类型相对于DEFORM-2D较少,不支持用户子程序,不能设置复杂的边界条件,不能配置ADD-ON的模块,只能手动设置多步成形等等。在PC平台的WindowsXP/Vista系列操作系统下使用。

DEFORM-F3

与DEFORM-F2类似,DEFORM-F3为3D的简化版本。相对于DEFORM-3D,DEFORM-F3更容易使用,主要用于分析各种复杂金属成形过程中三维材料流动情况,对于典型成形过程,具有向导化的操作界面,用户能够很轻松完成前处理设置。但是软件功能上有一些限制,比如:支持材料本构类型相对于DEFORM-3D较少,不支持用户自定义子程序,不能设置复杂的边界条件,不能配置ADD-ON的模块,只能手动设置多步成形等等。在PC平台的WindowsXP/Vista系列操作系统下使用。

DEFORM2D/3D

DEFORM2D与DEFORM3D的整合的金属成形模拟系统,将2D与3D模拟系统合为一体,包含完整的2D/3D模拟系统并可无缝转接。2D网格可转变为3D六面体及四面体网格,边界条件、参数控制都可自动转换,后处理数据可以转换。该系统可用于复杂多工序成形,实现2D模拟与3D模拟的结合分析,提高计算效率。

DEFORMF2/F3

DEFORM F2/F3 金属体积成形模拟系统,将F2与F3模拟系统合为一体,包含完整的F2/F3模拟系统可用于模拟金属体积成形问题,具有向导化操作界面,可视为2D/3D的简化版,前处理、求解及后处理在同一界面。

DEFORM-HT2/HT3(热处理)

可以独立运行也可以附加在DEFORM-2D和DEFORM-3D之上。DEFORM-HT能分析热处理过程,包括:硬度、晶相组织分布、扭曲、残余应力、含碳量等。能够模拟复杂的材料流动特性,自动进行网格重划和插值处理,除变形过程模拟外,还能够考虑材料相变、含碳量、体积变化和相变引起的潜热,计算出相变过程各相的体积分数、转化率、相变应力、热处理变形和硬度等一系列相变引发的参数变量。能够计算金属成形过程发生的再结晶过程及晶粒长大过程。