DEFORM-3D是一款功能強(qiáng)大的有限元分析工藝仿真系統(tǒng)，能夠幫助用戶快速的分析出材料流動、模具填充、鍛造負(fù)荷、模具應(yīng)力、晶粒流動等工藝的數(shù)據(jù)，提高工作效率。軟件適用于金屬綜合建模、成形、熱傳導(dǎo)和成形設(shè)備特性進(jìn)行模擬仿真分析。

【軟件功能】

　　不需要人工干預(yù)，全自動網(wǎng)格再剖分。

　　前處理中自動生成邊界條件，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)備快速可靠。

　　DEFORM- 3D模型來自CAD系統(tǒng)的面或?qū)嶓w造型(STL/SLA)格式。

　　集成有成形設(shè)備模型，如：液壓壓力機(jī)、錘鍛機(jī)、螺旋壓力機(jī)、機(jī)械壓力機(jī)、軋機(jī)、擺輾機(jī)和用戶自定義類型(如脹壓成形)。

　　表面壓力邊界條件處理功能適用于解決脹壓成形工藝模擬。

　　單步模具應(yīng)力分析方便快捷，適用于多個變形體、組合模具、帶有預(yù)應(yīng)力環(huán)時的成形過程分析。

　　材料模型有彈性、剛塑性、熱彈塑性、熱剛粘塑性、粉末材料、剛性材料及自定義類型。

　　實體之間或?qū)嶓w內(nèi)部的熱交換分析既可以單獨求解，也可以耦合在成形模擬中進(jìn)行分析。

　　具有FLOWNET和點跡示蹤、變形、云圖、矢量圖、力-行程曲線等后處理功能。

　　具有2D切片功能，可以顯示工件或模具剖面結(jié)果。

　　程序具有多聯(lián)變形體處理能力，能夠分析多個塑性工件和組合模具應(yīng)力。

　　后處理中的鏡面反射功能，為用戶提供了高效處理具有對稱面或周期對稱面的機(jī)會，并且可以在后處理中顯示整個模型。

　　自定義過程可用于計算流動應(yīng)力、沖壓系統(tǒng)響應(yīng)、斷裂判據(jù)和一些特別的處理要求，如：金屬微結(jié)構(gòu)，冷卻速率、機(jī)械性能等。

【軟件特色】

　　1、導(dǎo)入幾何模型

　　在DEFORM-3D軟件中，不能直接建立三維幾何模型，必須通過其他 CAD/CAE軟件建模后導(dǎo)入導(dǎo)DEFORM系統(tǒng)中，目前，DEFORM-3D的幾何模型接口格式有:

　?、賁TL:幾乎所有的CAD軟件都有這個接口。它由一系列的三角形擬合曲面而成。

　?、赨NV:是由SDRC公司(現(xiàn)合并到EDS公司)開發(fā)的軟件IDEAS制作的三維實體造型及有限元網(wǎng)格文件格式，DEFOEM接受其劃分的網(wǎng)格。

　?、跴DA:MSC公司的軟件Patran的三維實體造型及有限元網(wǎng)格文件格式。

　　④AMG:這種格式DEFORM存儲己經(jīng)導(dǎo)入的幾何實體。

　　2、網(wǎng)格劃分

　　在DEFORM-3D中，如果用其自身帶的網(wǎng)格剖分程序，只能劃分四面體單元，這主要是為了考慮網(wǎng)格重劃分時的方便和快捷。但是它也接收外部程序所生成的六面體(磚塊)網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分可以控制網(wǎng)格的密度，使網(wǎng)格的數(shù)量進(jìn)一步減少，有不至于在變形劇烈的部位產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變。

　　DEFORM-3D的前處理中網(wǎng)格劃分有兩種方式，一種是用戶指定單元數(shù)量(絕對網(wǎng)格劃分)，系統(tǒng)默認(rèn)劃分方式，用戶指定的網(wǎng)格單元數(shù)量只是網(wǎng)格劃分的上限約數(shù)，實際劃分的網(wǎng)格單元數(shù)量不會超過這個值。用戶可以通過拖動滑塊修改網(wǎng)格單元數(shù)，也可以直接輸入指定數(shù)值，該數(shù)值和系統(tǒng)計算時間有著密切的關(guān)系，該數(shù)值越大，所需要的計算量越大，計算時間越長。

　　另一種手動設(shè)置網(wǎng)格使用的是 Detailed settings下的Absolute方式，該方式允許用戶指定最小或最大的網(wǎng)格尺寸和最大與最小網(wǎng)格尺寸的比值(相對網(wǎng)格劃分)。該值設(shè)置完成在網(wǎng)格單元數(shù)量中可以看到網(wǎng)格的大概數(shù)目，但無法在那里修改，只能通過修改最大或最小單元尺寸來修改網(wǎng)格數(shù)目。

　　3、初始條件

　　有些加工過程是在變溫環(huán)境下進(jìn)行的，比如熱軋，在軋制過程中，工件，模具與周圍環(huán)境介質(zhì)之間存在熱交換，工件內(nèi)部因大變形生成的熱量及其傳導(dǎo)都對產(chǎn)品的成形質(zhì)量產(chǎn)生主要的影響，對此問題，仿真分析應(yīng)按照瞬態(tài)熱一機(jī)禍合處理。DEFORM材料庫可以提供各個溫度下材料的特性。

　　4、材料模型

　　在DEFORM-3D軟件中，用戶可以根據(jù)分析的需要，輸入材料的彈性、塑性、泊松比、楊氏模量、電阻、熱物理性能數(shù)據(jù)，如果需要分析熱處理工藝，還可以輸入材料的每一種相得相關(guān)數(shù)據(jù)以及硬化、擴(kuò)散等數(shù)據(jù)。

　　為了更方便的使用戶模擬塑性成形工藝，該軟件提供了100余種材料(包括碳鋼、合金鋼、鋁合金、鈦合金、銅合金等)的塑性性能數(shù)據(jù)，以及多種材料模型。在材料庫中，對每一種支持的材料提供了不同溫度和應(yīng)變率下材料流動應(yīng)力應(yīng)變曲線和膨脹系數(shù)，彈性模量，泊松比，熱導(dǎo)率等隨溫度的變化曲線。

　　5、接觸定義

　　接觸菜單用于定義工件與所有用到的模具之間以及模具之間可能產(chǎn)生的接觸關(guān)系。工件在變形過程中的溫度，變形量是待求量，工件通常被定義成為可變形接觸體。通常，最簡單，計算效率最高的定義是用二維曲線(ZD平面或是軸對稱鍛造)或是三維空間曲面(3D鍛造)描述模具參與接觸部分的外表面輪廓，用剛性接觸體描述。剛性接觸體上只具有常溫，起主動傳遞剛體位移或合力作用。如果需要關(guān)心模具的溫度變化，可將模具上所關(guān)心的部分離散成單元(二維平面單元或是三維軸對稱實體單元)，定義成為允許傳熱的剛性接觸體，分析過程中，模具既有傳遞位移或合力作用，同時又有內(nèi)部熱量的傳導(dǎo)和與外界的換熱。實際鍛造過程中，模具或多或少都存在變形，當(dāng)要分析模具的溫度和變形時，可將模具離散成為具有溫度和位移自由度的有限單元，定義成為可變形的接觸體，這會使計算的規(guī)模增加，但是分析結(jié)果更加合乎實際情況。還有一類剛性接觸體為對稱面，定義在工件上具有對稱邊界條件位置處，起施加對稱邊界條件的約束作用。定義的對稱剛性平面可以滿足法向的零位移約束和法向零熱流約條件。

　　6、網(wǎng)格自動重新劃分

　　模擬分析過程中，單元附著在材料上，材料在流動過程中極易使相應(yīng)的單元形狀產(chǎn)生過度變形導(dǎo)致畸形。單元畸變后可能會中斷計算過程(一般較好的網(wǎng)格形狀多為銳角三角形，當(dāng)網(wǎng)格變形為鈍角三角形時，準(zhǔn)確性就會大打折扣，變形更大時，圖形就會破裂，網(wǎng)格就會重新劃分)。因此，保證仿真過程中材料經(jīng)過較大流動后分析仍然可以繼續(xù)，獲得的結(jié)果仍然具有足夠的精度是非常重要的。DEFORM在網(wǎng)格畸變達(dá)到一定程度后會自動重新劃分畸變的網(wǎng)格，生成新的高質(zhì)量網(wǎng)格。對3D分析，按增量加載頻率或兩組網(wǎng)格重劃其間累積的最大應(yīng)變增量來引導(dǎo)程序自動的網(wǎng)格重劃。

　　7、增加約束

　　DEFORM可以在節(jié)點上增加各個自由度的約束。

　　8、后處理

　　DEFORM后處理菜單為用戶提供了直觀方便的評價成形過程，成形產(chǎn)品質(zhì)量，以及應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、速度、位移、破壞系數(shù)等。工具損傷的必須信息以及圖片，文本和表格形式提取和保存所需結(jié)果的各種工具。DEFORM支持在加工過程中以等值線，分布云圖，數(shù)值符號，色標(biāo)，等值面和切平面矢量等方式顯示各種場變量分布。也可按路徑顯示或歷程顯示分析結(jié)果。顯示結(jié)果能夠借助于色調(diào)，光照和渲染產(chǎn)生出具有逼真效果的圖形。也可利用分析結(jié)果制作動畫和電影。用戶利用這些提取各種體成形分析結(jié)果工具，足以獲得設(shè)計產(chǎn)品加工工藝所關(guān)注的全部信息。這對設(shè)計人員充分了解設(shè)計工藝及其實施的可行性是大有裨益的。一旦模具設(shè)計和初始坯料形狀尺寸不合理，從分析結(jié)果中可顯示出材料流動受阻后可能出現(xiàn)的開裂或是重疊，從歷程顯示可以提取模具成形力隨行程的變化曲線，是一個從設(shè)備加工能力，設(shè)備消耗角度來設(shè)計加工工藝的必須指標(biāo)。在后處理界面中顯示工件流動過程中應(yīng)力，應(yīng)變，應(yīng)變率和溫度的分布變化，幫助工藝設(shè)計師評定工件的加工質(zhì)量。其中的局部加工硬化，應(yīng)力集中，高應(yīng)力梯度，工件模具的接觸壓力等結(jié)果，可以評定成形產(chǎn)品的質(zhì)量好壞的控制因素。