DERORM-3D的具体操作步骤如下:
(1)新建DEFORM档案,导入模型,包括试样、凸模、凹模,并对模型进行定位处理;
(2)对试样进行网格划分,划分为40000,浏览详细设定看到最小网格尺寸为0。58,选择材料为铜;对凸模定义工具动作,凸模沿z轴向下运动,每次一步;
(3)对模拟条件定义,定义总步数为250步,每五步保存一次,定义凸模运动为每步0。18mm,停止距离为38mm;
(4)添加接触条件并生成数据后退出,在主界面点击RUN进行模拟;
(5)模拟结束后,可以在后处理板块进入观察试样在挤压过程中的金属流动情况和等效应变、载荷等情况;
(6)改变不同的模具进行模拟,并在模拟结束后获得相关的数据,分类对比这些数据,并通过相关绘图软件制成曲线图,分析通道转角内、外侧圆角半径,正挤压锥角,外侧挤压角等对材料进行正挤结合侧挤后等效应变和载荷的影响,观察金属流动情况,并总结规律。
第三章 模拟结果与分析
3。1 金属在正挤结合侧挤挤压过程中变形行为
金属在正挤结合侧挤的挤压过程下流动情况如图3-1所示。选取试样为Φ20×40mm,模具正挤压锥角为90°,外侧挤压角为105°,通道转角内、外侧圆角分别为1mm、3mm,通道宽度为12mm,通道间距为12mm,同时压下量为38mm。
图3-1试样在正挤结合侧挤中变形过程(a)14步;(b)26步;(c)70步;(d)110步;(e)221步
从图3-1(a)中可以看出,试样进入凹模型腔内,首先与正挤压锥角部分发生接触,并在凸模的挤压下继续向下运动,此时试样开始发生变形,直径减小,网格变形严重,两侧的变形严重而中心部分变形小;图3-1(b)显示的是,试样进入通道时的变化情况,从图中可看出试样直径发生了明显的变化由20mm变为12mm,试样头部重新划分了网格并发生了剧烈的塑性变形,然后平稳向下运动直到第一个拐角,如图3-1(c)所示;在拐角部分,试样发生了剪切变形并在压力作用下继续运动,到第二个拐角处,发生剪切变形,然后进入平稳状态直到挤压结束,如图3-1(d),(e)所示。
3。1。1 试样在挤压过程中的等效应变
选取上面的模拟结果,进入后处理部分,截取试样在正挤结合侧挤挤压完成后的等效应变图,如图3-2所示。从图中可以看出试样的等效应变分布中间大两侧相对较小,中间部分等效应变分布均匀且累积应变很大。试样中间部分等效应变比两侧大的原因是,试样在经过两个拐角时发生了剪切变形,导致了中间部分应变累积增大,而试样两侧部分影响小,所以两侧的累积应变没有中间部分的大。
图3-2 等效应变分布图
接下来使用两点间应变分布的方法来分析,如图3-3所示。在试样不同位置选取三条Ps-Pe段来分析,如图3-4所示。
图3-3两点间等效应变
图3-4 三处Ps-Pe段位置
图3-5是上图三处位置的等效应变曲线图,从图中可以看出,三条曲线分布形状大致相同,都是两边比中间高呈对称分布。从图中可以看出,a段应变最小,其次是b段,c处等效应变最大,这说明随着挤压的进行,材料累积的等效应变在逐渐增大。从图中还可以看出中心位置的等效应变的上升速度明显大于两侧,甚至要超过两侧,这是因为在挤压刚开始时外侧边缘部分与模具接触发生变形,而中心部分变形程度不大,在经过第一次拐角时,试样发生剪切变形,使试样内部产生应变累积,中心部分应变开始增大,到第二次通过拐角时,试样再次发生剪切变形,应变达到最大值。