proe 实验报告 正挤 反挤 - 图文

学生学号

实验课成绩

武汉理工大学

学 生 实 验 报 告 书

实验课程名称 材料成型CAM 开 课 学 院 材料学院 指导老师姓名 学 生 姓 名 学生专业班级

2011 — 2012 学年 第 一 学期

实验教学管理基本规范

实验是培养学生动手能力、分析解决问题能力的重要环节；实验报告是反映实验教学水平与质量的重要依据。为加强实验过程管理，改革实验成绩考核方法，改善实验教学效果，提高学生质量，特制定实验教学管理基本规范。

1、 本规范适用于理工科类专业实验课程，文、经、管、计算机类实验课程可根据具体情况

参照执行或暂不执行。

2、 每门实验课程一般会包括许多实验项目，除非常简单的验证演示性实验项目可以不写实

验报告外，其他实验项目均应按本格式完成实验报告。

3、 实验报告应由实验预习、实验过程、结果分析三大部分组成。每部分均在实验成绩中占

一定比例。各部分成绩的观测点、考核目标、所占比例可参考附表执行。各专业也可以根据具体情况，调整考核内容和评分标准。

4、 学生必须在完成实验预习内容的前提下进行实验。教师要在实验过程中抽查学生预习情

况，在学生离开实验室前，检查学生实验操作和记录情况，并在实验报告第二部分教师签字栏签名，以确保实验记录的真实性。

5、 教师应及时评阅学生的实验报告并给出各实验项目成绩，完整保存实验报告。在完成所

有实验项目后，教师应按学生姓名将批改好的各实验项目实验报告装订成册，构成该实验课程总报告，按班级交课程承担单位（实验中心或实验室）保管存档。 6、 实验课程成绩按其类型采取百分制或优、良、中、及格和不及格五级评定。 附表：实验考核参考内容及标准 观测点 1． 预习报告 2． 提问 3． 对于设计型实验，着重考查设计方案的科学性、可行性和创新性 1． 是否按时参加实验 2． 对实验过程的熟悉程度 3． 对基本操作的规范程度 4． 对突发事件的应急处理能力 5． 实验原始记录的完整程度 6． 同学之间的团结协作精神 1． 所分析结果是否用原始记录数据 2． 计算结果是否正确 3． 实验结果分析是否合理 4． 对于综合实验，各项内容之间是否有分析、比较与判断等 考核目标 对实验目的和基本原理的认识程度，对实验方案的设计能力 成绩组成 实验预习 20% 实验过程 着重考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神 30% 结果分析 考查学生对实验数据处理和现象分析的能力；对专业知识的综合应用能力；事实求实的精神 50%

实验课程名称 材料成型CAM

实验项目名称 DEFORM-2D软件的操作与实例演练 实验成绩

实 验 者 同 组 者 专业班级 组 别 实验日期 年 月 日 第一部分：实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等） 一、 实验目的 1） 了解认识DEFORM软件的窗口界面。 2） 了解DEFORM界面中功能键的作用。 3） 掌握利用DEFORM有限元建模的基本步骤。 二、 实验原理 DEFORM是一套基于有限元的工艺仿真系统，用于分析金属成形及其相关工业的各种成形工艺和热处理工艺。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： 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。缩短新产品的研究开发周期。DEFORM-2D（二维）适用于各种常见的UNIX工作站平台（HP，SGI，SUN，DEC，IBM）和Windows-NT微机平台。可以分析平面应变和轴对称等二维模型。它包含了最新的有限元分析技术，既适用于生产设计，又方便科学研究。 三、 实验步骤 1．DEFORM前处理过程（Pre Processer） 1） 进入DEFORM前处理窗口。 2） 了解DEFORM前处理中的常用图标 3） 设置模拟控制 4） 增加新对象 5） 网格生成 6） 材料的选择 7） 确立边界条件 8） 温度设定 9） 凸模运动参数的设置 10）模拟控制设定

11）设定对象间的位置关系 12）对象间关系“Inter-Object”的设定 13）生成数据库 14）退出前处理窗口 2．DEFORM求解（Simulator Processer） 3．DEFORM后处理（Post Processer） 1)了解DEFORM后处理中的常用图标。 2）步的选择 3）真实应变 4）金属流线 5）载荷——行程曲线 四、实验任务 1.了解认识DEFORM软件的窗口界面。 2.了解DEFORM界面中功能键的作用。 3.掌握利用DEFORM有限元建模的基本步骤。

第二部分：实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等） 一、前处理 1. 进入DEFORM前处理窗口 在安装有WINdows操作系统和deform-2D软件的系统中，单击启动软件。 选择file|new，增加一个新问题，出现问题设置窗口。保持系统设置不变，单击next按钮，打开deform-2D前处理器，进入前处理环境。如图1.1所示：

图1.1 其中常用的一些图标及其作用为： ：规定所有模块控制和停止规范 ：规定对象材料性质 ：规定对象的对应关系 ：规定对象的摩擦关系 ：前处理完成后该菜单生成模拟所需的数据库 ：退出前处理，返回DEFORM主控窗口 ：使所有对象以合适比例显示在窗口中 ：返回上一个使用过的视图 ：对当前窗口截图，并保存为文件 ：显示为无网格图形 ：显示为网格图形 2. 设置模拟控 单击图标，打开“simulation control”窗口。在该窗口中选择系统单位为“SI”，其他默认为系统设置，单击OK按钮退出窗口。如图2.1所示：

图2.1 3. 增加新对象通过单击对象树下等插入对象按钮，添加新对象workpiece，单击按钮，为新增对象建立几何模型。单击edit按钮，出现一个空白表格，在表格中顺序顺序（逆时针）输入各特征点等坐标X、Y、R。输入完成后，单击apply按钮，将数据写入系统，此时系统中将显示所见图形。再次单击插入对象按钮，插入上下模Top die、bottom die。如图3.1所示: Workpiece top die bottom die 图3.1 4. 网格生成 为了将workpiece生产网格，单击mesh按钮。在Tool标签下对网格数量进行选择，设置为1000，在detailed settings中将Size Ratio设置为1. 单击Generate Mesh按钮，生成网格如图4.1所示：

图4.1 5. 材料的选择 单击“workpiece使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口 ，单击steel，选择材料AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。单击Assign Material按钮，将所选材料导入到Workpiece中，如图5所示： 图5 6．模拟控制设定 单击图标，打开模拟控制窗口，再单击step按钮进入步控制，依次对各项进行设置，单击ok退出，如图6所示：

图6 7.确立边界条件 单击按钮进入边界条件选择窗口，如图7.1所示： 图7.1 单击选择按钮，用鼠标选择左上角第一点，继续选择左下角第二点，两点选择后，毛坯对称中心轴将高亮显示，这便是毛坯的边界。边界选好后，单击按钮，“Velocity”会出现“X，Fixed”，说明边界条件已经确定,如图7.2所示：

图7.2 8.温度设定 次单击“workpiece”、“Top Die”、“Bottom Die”中的general图标，在“Temperature”中单击Assign temperature按钮如图8所示： ，输入合适的温度值1200，单击OK，使温度确定下来， 图8 9．设置对象间的位置关系 单击按钮，，在此窗口中可设定对象间的位置关系。单击interference按钮，显示如图9所示的窗口。选择Positioning Object为“Workpiece”，“Interference”中选择“Top Die”，在“Approach Direction”选择方向为“Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凸模的位置关系就确定了。同理设置“Bottom Die” 在“Approach Direction”选择方向为“-Y”，单击“Apply”按钮，毛坯与凹模的位置关系就确定了。

图9 10.对象间关系“Inter-Object”设定 单击按钮，由于当前没有设定关系，会弹出一个对话框询问是否希望系统添加默认的关系，单击Yes按钮后，进入过盈对象关系设定窗口，如图10.1所示： 图10.1 选择Top Die—（1）workpiece，单击Edit，将constantly选项设置为0.3，其他为系统默认设置即可，单击close。同样设置Bottom Die—（1）workpiece。如图10.2所示： 图10.2

单击图标，然后单击Generate All按钮，毛坯与凸凹模的接触即生成，接触处出现高亮线条，如图10.3所示，单击Ok退出。 图10.3 11.凸模运动参数的设置 单击“Top die”，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如图11所示： 图11 12．生成数据库 单击按钮，，单击Check按钮，开始对各项数据进行检查。如图12所示。检查无误后，单击Generate按钮生成数据库。单击Close按钮，退出该窗口。

图12 13.退出前处理窗口 单击保存按钮，关闭前处理窗口。 二．Deform求解 1.打开一个预保存的问题 2.求解，单击Run，开始模拟，如图2.1所示： 图2.1 三． Deform后处理 当模拟完成后，单击“post processor”中的“Deform-2D Post”，弹出后处理窗口。完成以下操作：提取模型模拟所得结果：最大和最小应变、工件尺寸（底面半径和鼓形半径）、载荷-行程曲线

1.选择输出真实应变云图，可得最大最小应变，如图3.1所示： 图3.1 2.可以选择输出流线图，如图3.2所示：

图3.2 3.输出载荷行程曲线，求出最大载荷值 单击图标，按图3.3（a）所示进行设置，单击Ok得到载荷行程曲线，如图3.3（b）所示： 图3.23（a） 图3.3(b) 教师签字__________

Strain rate effective Velosity Total Vel

Normal pressure Rotation Angel

2.比较不同坯料高径比对杯形件反挤成形力和金属流动的影响。 （坯料高径比分别为0.5、1和2） 高径比0.5

高径比1 高径比2

一、实验结果及分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等） 由图可知：反挤下压力随高径比递增 分析： 由实验结果可知，反挤下压力随高径比递增，我想可能是我的下压量都还不是特别大，所以下压力还是比较正常的。如果下压程度过大我相信，结果可能又不一样了。 其次，在毛坯内部，靠近坯料与凸模接触部分，金属流线密集，网格畸变较小，金属流动速度大，等效应力大，等效应变小，破坏程度较小，且越靠近凸模中心此现象越明显，这是因为反挤压时，坯料挤出方向与凸模运动方向相反，金属流动所需改变角度大，金属流动抗力大，变形困难，所以造成这种现象。 由实验结果可知：（1）坯料高径比与反挤压成型力无明显关系； （2）坯料高径比越大，金属流动曲线角度变化越大。 二、实验小结、建议及体会

Workpiece top die bottom die (4)网格生成，为了将workpiece生产网格，单击mesh按钮。在Tool标签下对网格数量进行选择，设置为1000，如图4.1.1所示。在detailed settings中将Size Ratio设置为1，单击Generate Mesh按钮，生成网格如下图所示： (5)材料的选择，单击“workpiece使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口，单击steel，选择材料AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。单击Assign Material按钮，将所选材料导入到Workpiece中，如下图所示：

(6)模拟控制设定，单击图标，打开模拟控制窗口，再单击step按钮进入步控制，依次对各项进行设置，单击ok退出，如下图所示： (7)确立边界条件，单击按钮进入边界条件选择窗口，单击选择按钮，用鼠标选择左上角第一点，继续选择左下角第二点，两点选择后，毛坯对称中心轴将高亮显示，这便是毛坯的边界。边界选好后，单击按钮，“Velocity”会出现“X，Fixed”，说明边界条件已经确定。如图所示：

(8)温度设定，单击“workpiece”、“Top Die”、“Bottom Die”中的general图标，在“Temperature”中单击Assign temperature按钮，输入合适的温度值，单击OK，使温度确定下来。如图所示： (9)凸模运动参数的设置，单击“Top die”，待其高亮显示后单击Movement图标，设定凸模的运动参数，如下图所示： (10)设置对象间的位置关系，单击定对象间的位置关系。 按钮，弹出的窗口，在此窗口中可设

(11) 对象间关系“Inter-Object”设定单击按钮，由于当前没有设定关系，会弹出一个对话框询问是，否希望系统添加默认的关系，单击Yes按钮后，进入过盈对象关系设定窗口，如下图所示：单击图标然后单击Generate All按钮，毛坯与凸凹模的接触即生成，单击Ok退出。 （12）生成数据库单击按钮，出现如图9.1所示的窗口，单击Check按钮，开始对各项数据进行检查。如下图所示。检查无误后，单击Generate按钮生成数据库。单击Close按钮，退出该窗口。

（13）退出前处理窗口，单击保存按钮，关闭前处理窗口。 2、Deform求解 （1）打开一个预保存的问题 （2）求解，单击Run，开始模拟，如下图所示：

3、Deform后处理 1. 比较不同凹模锥角对正挤压金属流动的影响，选择温度1200°C， 挤压速度10mm/s ，摩擦因子0.3， 凹模锥角α分别为: 45°,60° ,120°，180° 45 60 120 180

2. 研究变形温度、摩擦因子和挤压速度对正挤压变形力的影响 1) 比较不同变形温度对正挤压变形力的影响： 选择凹模角为90°，挤压速度为10mm/m，摩擦因子为0.3，温度分别为20℃, 900℃, 1200℃ 20℃ 900℃

1200℃ 2) 比较不同摩擦因子 m 对正挤压变形力的影响： 选择凹模角45°，温度1200°C，挤压速度10mm/s， 摩擦因子分别为0.10, 0.15, 0.2, 0.25，0.3

0.10 0.15 0.20

0.25 0.30

三、实验小结、建议及体会 做了DEFORM实验，是我对DEFORM这一门学科有了更深层次的理解，正所谓实践出真知，DEFORM实验是我们专业学习的基础,很多实验中我们不只是复现课堂上所学理论知识的原理与结果。影响DEFORM实验现象的因素很多,产生的DEFORM实验现象也错综复杂。通过精心完成步骤方案,严格控制实验条件等多种途径,以最佳的实验方式呈现DEFORM问题,通过努力顺利地解决DEFORM实验呈现的问题,考验了我们的实际独立动手能力、思维能力以及分析解决问题的综合能力,加深了我们对有关知识的理解。通过做实验了解了实验的基本原理和实验方法，进行了许多基本操作与基本技能的训练，还学会了基本DEFORM的分析方法、基本实验仪器的使用等，使我深深感受到做科学需要严谨的态度、认真态度和创造性的思维。总之，通过DEFORM实验课程，获得甚多的心得与体会。

实验课程名称：材料成型CAM

实验项目名称 实验者 同组者 DEFORM-2D软件的操作与实例演练 左文浩 专业班级 成型0801 实验成绩 组别 实验日期 年 月 日 第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验内容描述（问题域描述） 二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述）

第二部分：实验调试与结果分析（可加页） 四、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等） 1、前处理 (1)进入DEFORM前处理窗口 在安装有Windows操作系统和deform-2D软件的系统中，单击启动软件。 选择file|new，增加一个新问题，出现问题设置窗口。保持系统设置不变，单击next按钮，打开deform-2D前处理器，进入前处理环境。如下图所示： (2)设置模拟控制 单击图标，打开“simulation control”窗口。选择系统单位为“SI”，其他默认为系统设置，单击OK按钮退出窗口。如图下图所示：

(3)增加新对象，通过单击对象树下等插入对象按钮，添加新对象workpiece，单击按钮，为新增对象建立几何模型。单击edit按钮，出现一个空白表格，在表格中顺序顺序（逆时针）输入各特征点等坐标X、Y、R。输入完成后，单击apply按钮，将数据写入系统，此时系统中将显示所见图形。再次单击插入对象按钮，插入上下模Top die、bottom die。如下图所示: Workpiece top die bottom die

(4)网格生成，为了将workpiece生产网格，单击mesh按钮。在Tool标签下对网格数量进行选择，设置为1000，如图4.1.1所示。在detailed settings中将Size Ratio设置为1，单击Generate Mesh按钮，生成网格如下图所示： (5)材料的选择，单击“workpiece使其高亮显示，单击材料按钮，右边显示材料选择窗口，单击steel，选择材料AISI-1025[1800-2200F(1000-1200C)]。单击Assign Material按钮，将所选材料导入到Workpiece中，如下图所示：

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