6個關鍵詞帶你全面認識DEFORM

2018-05-21 by:CAE仿真在線來源:互聯網

關鍵詞一:金屬成形

專為金屬成形而設計,對鍛造、擠壓、拉拔、自由鍛、旋揉成形、軋制、粉末成形、切削、沖壓、旋壓、焊接、電磁成形等工藝以及DOE工藝參數優化設計。

關鍵詞二:熱處理

模擬多種熱處理工藝類型,包括正火、退火、淬火、回火、時效處理、蠕變、高溫處理、相變、硬化和時效沉積等,精確預測熱處理工藝評價參數。

關鍵詞三:機械加工

分析車削、銑削、鉆孔、磨削等工藝過程,預測切削加工溫度場,應力應變,切削力及切削屑形態,并計算切削后形變。

關鍵詞四:專用材料數據庫

自帶材料模型,包括彈性、剛(粘)塑性、彈塑性、熱剛(粘)塑性和粉末介質材料模型。

關鍵詞五:網格自動重分

計算中大變形部位網格全自動重新剖分,完全智能化,勿須人工干涉。

關鍵詞六:用戶自定義子程序

用戶自定義子函數允許用戶定義自己的材料模型、模具運動、壓力模型、斷裂準則和其他函數。

模鍛成形淬火熱處理

基于以上關鍵詞,讓我們一起來詳細解讀下DEFORM的特色功能,以及到底能帶來哪些實實在在的價值?

DEFORM是一套基于有限元分析方法的專業工藝仿真系統,用于分析金屬成形及其相關的各種成形工藝和熱處理工藝。二十多年來的工業實踐證明了基于有限元法的DEFORM有著卓越的準確性和穩定性,模擬引擎在大流動、行程載荷和產品缺陷預測等方面同實際生產相符,保持著令人嘆為觀止的精度,被國際成形模擬領域公認為處于同類型模擬軟件的領先地位。

DEFORM-3D是在一個集成環境內綜合建模、成形、熱傳導和成形設備特性進行模擬仿真分析。適用于熱、冷、溫成形,提供極有價值的工藝分析數據。如:材料流動、模具填充、鍛造負荷、模具應力、晶粒流動、金屬微結構和缺陷產生發展情況等。

DEFORM 不同于一般的有限元程序,是專為金屬成形而設計、為工藝設計師量身定做的軟件。DEFORM可以用于模擬零件制造的全過程,從成形、熱處理到機加工。DEFORM主旨在于幫助設計人員在制造周期的早期能夠檢查、了解和修正潛在的問題或缺陷。DEFORM具有非常友好的圖形用戶界面,可幫助用戶方便地進行數據準備和成形分析。這樣,工程師們便可把精力主要集中在工藝分析上,而不是去學習煩瑣的計算機軟件系統。

DEFORM通過在計算機上模擬整個加工過程,幫助工程師和設計人員:

① 設計工具和產品工藝流程,減少昂貴的現場試驗成本。

② 提高模具設計效率,降低生產和材料成本。

③ 縮短新產品的研究開發周期。

④ 分析現有工藝方法存在的問題,輔助找出原因和解決方法

Deform價值提升

1、DEFORM的特色功能

友好的圖形界面

DEFORM專為金屬成形而設計,具有windows風格的中英文圖形界面, 可方便快捷地按順序進行前處理及其多步成形分析操作設置,分析過程流程化,簡單易學。另外,DEFORM針對典型的成形工藝提供了模型建立模板,采用向導式操作步驟,引導技術人員完成工藝過程分析。

圖形界面

高度模塊化、集成化的有限元模擬系統

DEFORM是一個高度模塊化、集成化的有限元模擬系統,它主要包括前處理器、求解器、后處理器三大模塊。前處理器完成模具和坯料的幾何信息、材料信息、成形條件的輸入,并建立邊界條件。求解器是一個集彈性、彈塑性、剛(粘)塑性、熱傳導于一體的有限元求解器。后處理器是將模擬結果可視化,支持OpenGL 圖形模式,并輸出用戶所需的結果數據。DEFORM允許用戶對其數據庫進行操作,對系統設置進行修改,并且支持自定義材料模型等。除此之外,DEFORM能夠將2D/3D系統整合于同一界面,可實現2D/3D模型的網格及參數數據轉換,完成二維到三維的多工序聯合分析計算。

多工序操作集成系統能夠將鍛造、熱分析、熱處理、切削、自由鍛、軋制工藝的分析集成在統一操作界面下,實現多工序任意工藝內容的添加計算,并能夠實現各工序參數的卡片式管理,達到成形及熱處理的全工藝連續分析。

MO多工序分析系統

有限元網格自動生成器以及網格重劃分自動觸發系統

DEFORM強大的求解器支持有限元網格重劃分,能夠分析金屬成形過程中多個材料特性不同的關聯對象在耦合作用下的大變形和熱特性,由此能夠保證金屬成形過程中的模擬精度,使得分析模型、模擬環境與實際生產環境高度一致。DEFORM采用獨特的密度控制網格劃分方法,方便地得到合理的網格分布。計算過程中,在任何有必要的時候能夠自行觸發高級自動網格重劃生成器,生成細化、優化的網格模型。

集成化有限元系統

集成金屬合金材料庫

DEFORM自帶材料模型包含有彈性、彈塑性、剛塑性、熱彈塑性、熱剛粘塑性、粉末材料、剛性材料及自定義材料等類型,并提供了豐富的開方式材料數據庫,包括美國、日本、德國的各種鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金等300種材料的相關數據。用戶也可根據自己的需要定制材料庫。

按國家分:美國標準(AISI、SAE、ASTM),日本標準(JIS),德國標準(DIN),國際標準(ISO),歐洲標準(EN),俄羅斯標準(GOST),英國標準(BS),韓國標準(KS)。
按用途分:鋁合金(130種),不銹鋼(40種),模具用鋼(17種),工具鋼(85種),鋼(200種),耐高溫鋼(60種),超合金(17種),鈦合金(22種),刀具用鋼(11種),其他銅、金剛石等(27種)。
按行業分:冷成形用材料,熱處理用材料,熱成形用材料,機加工用材料,特殊行業材料。

材料數據庫

集成多種成形設備模型

DEFORM集成多種實際生產中常用的設備模型,包括液壓機、鍛錘、機械壓力機、螺旋壓力機等。設備型號數據庫還包括多種型號鍛錘、機械壓力機、螺旋壓力機數據,可根據實際壓機型號直接選用。成形設備數據庫可以分析采用不同設備的成形工藝,滿足用戶各種成形條件下模擬的需要。

成形設備型號數據庫

先進的DOE工藝參數優化環境

DEFORM DOE設計優化系統能夠進行成形工藝參數及模具結構設計參數的多參數自動優化,在設定多個變量及目標函數的條件下實現工藝參數及結構設計參數的優化,自動提供最佳的工藝設計方案?？蓛灮鞒叽纭⒛＞呓Y構、應力應變、材料破壞、材料重量、成形缺陷、成形邊界條件等方面,提供優化及成功的工藝方案參數。DOE模塊在業內是唯一實現成形工藝智能優化的模塊,在該領域的應用已取得領先地位。

DOE優化工具

用戶自定義子程序

DEFORM HT提供了求解器和后處理程序的用戶子程序開發。用戶自定義子函數允許用戶定義自己的材料模型、動力學轉變模型、破裂準則和其他函數,支持高級算法的開發,極大擴展了軟件的可用性。后處理程序的用戶子程序開發允許用戶定制所關心的計算結果信息,豐富了后處理顯示功能。

材料本構及微觀模型參數計算功能

DEFORMMAT提供了解決復雜材料本構模型參數和JMAK模型各系數的計算功能,通過提供宏觀、簡便的試驗數據即可擬合出用于特殊材料本構模型的轉變參數,通過實際的微觀顯微圖像能夠更準確地設置微觀組織的初始條件,通過應力應變、晶粒等簡便的試驗數據即可計算擬合出回復再結晶、晶粒生長的參數,使得實際中的材料能夠獲得更為準確的計算初始參數和最終成形及微觀組織演變結果。針對新材料的熱處理轉變曲線,提供了根據合金配比及晶粒尺寸計算TTT淬火曲線的功能。

輔助成形工具

DEFORM針對復雜零件鍛造過程,提供了預成形設計模塊Preform,該模塊可根據最終鍛件的形狀反算鍛件的預成形形狀,為復雜鍛件的模具設計提供了指導。

針對熱處理工藝界面熱傳導參數的確定,提供了反向熱處理分析模塊(Inverse Heat),幫助用戶根據試驗結果確定界面熱傳導參數。

2、實用價值

完善的IGES、STL、IDEAS、PATRAN、NASTRAN等CAD和CAE接口,方便用戶導入模型。
提供多達250種材料數據的材料庫,幾乎包含了所有常用材料的彈性變形數據、塑性變形數據、熱能數據、熱交換數據、晶體長大數據、材料硬化數據和破壞數據,方便用戶計算過程中使用。
系統中集成了在任何必要時能夠自行觸發自動網格重劃生成器,生成優化的網格模型。在精度要求較高的區域,可以劃分較細密的網格,從而降低題目的規模,并顯著提高計算效率。
提供三種迭代計算方法:Newton-Raphson、Direct和Explicit,用戶可根據不同工況、不同材料性能選擇不同計算方法。
多種控制選項和用戶子程序使得用戶在定義和分析問題時有很大的靈活性。
并行求解顯著提高求解速度。
獲得金屬成形過程中的速度場、應力應變、溫度場、流線等結果,以分析型材成形中充填不滿、折疊、開裂等缺陷。
設計工具和產品工藝流程,減少昂貴的現場試驗成本。
提高工模具設計效率,降低生產和材料成本。
為用戶優化模具結構及工藝參數。
縮短新產品的研發周期。

綜上 ,DEFORM是用來分析變形、傳熱、熱處理、相變和擴散以及晶粒組織變化等。以上的各種現象之間都是相互耦合的,擁有相應模塊以后,這些耦合效應將包括:由于塑性功、界面摩擦功引起的升溫、加熱軟化、相變控制溫度、相變內能、相變塑性、相變應變、應力對相變的影響、應變及溫度對晶粒尺寸的影響以及碳含量對各種材料性能產生的影響等。

3、主要模塊

DEFORM-2D

在同一集成環境內綜合建模、成形、熱傳導和成形設備特性等,主要用來分析成形過程中平面應變和軸對稱等二維材料流動,適用于熱、冷、溫成形,廣泛用于分析鍛造、擠壓、拉拔、開坯、鐓鍛和許多其他金屬成形過程,提供極有價值的工藝分析數據,如:材料流動、模具填充、鍛造負荷、模具應力和缺陷產生發展情況等。包含了DEFORM的核心功能。支持PC平臺的Windows XP/Vista系列操作系統,支持UNIX/LINUX系統。

DEFORM-3D

在同一集成環境內綜合建模、成形、熱傳導和成形設備特性等,主要用于分析各種復雜金屬成形過程中三維材料流動情況,適用于熱、冷、溫成形,提供極有價值的工藝分析數據,如:材料流動、模具填充、鍛造負荷、模具應力和缺陷產生發展情況等,DEFORM-3D功能與2D類似,但它處理的對象為復雜的三維零件、模具等。支持PC平臺的Windows XP/Vista系列操作系統,支持UNIX/LINUX系統。

DEFORM-F2

集成前處理、求解器和后處理于一體的獨立分析系統,具有向導式的操作界面,使得用戶可以方便地建立模型并完成分析過程。主要用于典型的平面應變和軸對稱等二維材料流動的冷、溫、熱成形以及傳熱過程分析。相對于DEFORM-2D,DEFORM-F2更容易使用,用戶能夠很輕松完成前處理設置。但是軟件功能上有一些限制,比如:支持材料本構類型相對于DEFORM-2D較少,不支持用戶子程序,不能設置復雜的邊界條件,不能配置ADD-ON的模塊,只能手動設置多步成形等等。在PC平臺的WindowsXP/Vista系列操作系統下使用。

DEFORM-F3

與DEFORM-F2類似,DEFORM-F3為3D的簡化版本。相對于DEFORM-3D,DEFORM-F3更容易使用,主要用于分析各種復雜金屬成形過程中三維材料流動情況,對于典型成形過程,具有向導化的操作界面,用戶能夠很輕松完成前處理設置。但是軟件功能上有一些限制,比如:支持材料本構類型相對于DEFORM-3D較少,不支持用戶自定義子程序,不能設置復雜的邊界條件,不能配置ADD-ON的模塊,只能手動設置多步成形等等。在PC平臺的WindowsXP/Vista系列操作系統下使用。

DEFORM2D/3D

DEFORM2D與DEFORM3D的整合的金屬成形模擬系統,將2D與3D模擬系統合為一體,包含完整的2D/3D模擬系統并可無縫轉接。2D網格可轉變為3D六面體及四面體網格,邊界條件、參數控制都可自動轉換,后處理數據可以轉換。該系統可用于復雜多工序成形,實現2D模擬與3D模擬的結合分析,提高計算效率。

DEFORMF2/F3

DEFORM F2/F3 金屬體積成形模擬系統,將F2與F3模擬系統合為一體,包含完整的F2/F3模擬系統可用于模擬金屬體積成形問題,具有向導化操作界面,可視為2D/3D的簡化版,前處理、求解及后處理在同一界面。

DEFORM-HT2/HT3(熱處理)

可以獨立運行也可以附加在DEFORM-2D和DEFORM-3D之上。DEFORM-HT能分析熱處理過程,包括:硬度、晶相組織分布、扭曲、殘余應力、含碳量等。能夠模擬復雜的材料流動特性,自動進行網格重劃和插值處理,除變形過程模擬外,還能夠考慮材料相變、含碳量、體積變化和相變引起的潛熱,計算出相變過程各相的體積分數、轉化率、相變應力、熱處理變形和硬度等一系列相變引發的參數變量。能夠計算金屬成形過程發生的再結晶過程及晶粒長大過程。