第1页：第6章 道钉成形分析
DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程第1章塑性成形CAE技术
第2页：本章学习目标
第6章道钉成形分析
- 了解道钉成形仿真过程的设置，掌握热成形分析的设置步骤；
- 掌握热分析的边界条件的设置；
- 掌握多工序成形分析的设置步骤。
第3页：本章教学要点
第6章教学要点：下表列出相关数据。
第6章教学要点| 相关知识 | 能力要求 | 知识要点 |
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| 热交换面的设置，DB文件的打开及编辑，热分析结果的显示 | 掌握热传递分析的基本步骤，掌握热传递和成形分析之间的耦合 | 热成形分析技术 |
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| 对称面的添加、删除及编辑 | 掌握塑性成形分析对称面的设置技术 | 热边界条件的设置 |
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| 应变的保留、温度的梯度及对塑性的影响 | 掌握工序之间的衔接技术 | 分析的多工序 |
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本表依据源文件「相关知识／能力要求／知识要点」三栏结构还原；原文三栏文字连排无分隔，拆分以本章教学要点条目为依据，如与原文排版不一致请以原图为准。
第4页：导入案例：道钉
导入案例
- 道钉就是这铁路等使用的螺钉，如图6-1所示，其实也是一种舶来物，是从国外传过来的一种先进的交通安全产品。道钉的一种英文名字叫：Raised pavementmarker这是美式英语的一种叫法，原意是突起路标，道钉的另一个英文名字是：road stud，这是英国英语或欧洲的一种叫法，意思是路上的钉子，以形容其带钉的形状。我们国家的国标中选用的道钉英文单词是美国的Raised pavementmarker。
第5页：道钉类产品
道钉类产品
第6页：本章介绍
本章介绍
- 本章主要是通过道钉的成形过程，让读者掌握热传导的分析，热成形分析。本案例重点掌握以下内容：热传导分析的边界条件设置，多工序过程分析技术。此零件的成形工艺分析，需要很多工序，本章需要掌握的内容只讲解其中三个工序。
第7页：6.1分析问题
6.1分析问题
第8页：道钉工艺参数
道钉热锻工艺参数：下表列出相关数据。
道钉热锻工艺参数| 工艺参数 | 取值 |
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| 案例类型 | 热锻成形工艺 |
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| 分析对象 | 几何体和工具采用1/4来分析 |
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| 单位 | 英制（English） |
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| 坯料材料（Material） | AISI-1025 |
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| 模具材料（Material） | AISI-H-13 |
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| 坯料温度（temperature） | 2000F |
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| 模具温度（temperature） | 300F |
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| 上模速度 | 2in/sec |
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| 模具行程 | 0.75in |
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第9页：三个分析工序
对于这个热成形工艺进行数值仿真，我们要分三个工序进行分析。
- （1）模拟10秒时间坯料从炉子到模具的热传递。这是从炉子里拿出来进行锻造之前工件和空气之间进行的热交换。
- （2）坯料停留于下模停留的2秒进行模拟。这个过程也是一个热传递的模拟。
- （3）进行热传递和锻造工艺共同进行的耦合分析过程。
第10页：6.2.1创建新问题
6.2热传导工序分析
- 6.2.1创建一个新问题
- 窗口中输入题目的名称(Problemname)Spike
第11页：6.2.2设置模拟控制参数
6.2.2设置模拟控制参数
- 在前处理控制窗口中点击按钮，在弹出的Simulation Controls窗口中，把模拟标题（Simulation Title）改为SpikeForging，工序名称（Operation Name）改为Transfer from Furnace，Mode中取消选择Deformation，选中Heat Transfer，Operation Number设为1。
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第14页：6.2.3定义毛坯温度及材料
6.2.3定义毛坯的温度及材料
- （1）此时默认选中Workpiece，点击按钮，物体类型（Object Type）采用默认的塑性体（plastic）。
- （2）点击按钮，在出现的对话框中输入2000，如图6-6所示，点击，结束对话框。
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第16页：6.2.4几何体导入
6.2.4几何体导入
- （1）点击按钮，然后选择按钮，在弹出的读取文件窗口中找到Spike_Billet.STL(DEFORM3D\V6_1\Labs)并加载此文件。
- （2）在Objects窗口中点击按钮，在物体的列表中增加了一个名为Top Die的物体，并点击按钮，选择按钮，导入Spike_TopDie1.STL(DEFORM3D\V6_1\Labs)。
第17页：导入下模几何体
（3）点击按钮，增加一个名为Bottom Die的刚性物体，点击按钮导入Spike_BottomDie.STL，导完的几何体如图。
第18页：6.2.5划分坯料网格
6.2.5划分坯料网格
第19页：
第20页：6.2.6定义热边界条件
6.2.6定义热边界条件
- 这是一个1 / 4对称体的一部分，所以在分析中，要通过边界条件的定义体现出来，因为我们要分析热问题，所以制定一热边界条件即可。这一步操作不许是对己经划分网格的物体才能操作。选择Workpiece，点击按钮BCC，弹出对话框，在BCC Type下选择Thermal类中的Heat Exchange with Environment在选择右面的按钮Define，在弹出的窗口中，设置环境温度为70
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第23页：6.2.8进行计算
6.2.8进行计算
- 选在DEFORM-3D的主窗口中，选择Simulator中的开始模拟。
第24页：6.2.9后处理
6.2.9后处理
第25页：6.3.1打开前处理文件
6.3坯料与下模热传导工序
第26页：6.3.2定义上模
6.3.2定义上模
- （1）选中Top Die，点击按钮，物体类型（Object Type）保持默认的的刚形体（Rigid）。点击按钮，在对话框中输入300，点击，结束对话框。
第27页：定义模具的材料
定义模具的材料
第28页：定义模具的热边界条件
定义模具的热边界条件选择除对称面之外的所有面
第29页：6.3.3定义下模
6.3.3定义下模（1）温度300
- (2)H13
- (3)划分网格默认
- （4）定义热交换面。
第30页：
第31页：6.3.4调整工件位置
6.3.4调整工件位置
第32页：
第33页：6.3.5定义接触关系
6.3.5定义接触关系Bottomp Die-Workpiece，
第34页：6.3.6设置控制参数
6.3.6设置控制参数
第35页：
第36页：6.3.7检查生成db文件
6.3.7检查生成db文件6.3.8进行计算
第37页：6.3.9后处理
6.3.9后处理
第38页：6.4.1打开原来的数据文件
6.4热锻成形成形工序
第39页：6.4.2改变模拟控制参数
6.4.2改变模拟控制参数
第40页：
第41页：6.4.3坯料边界条件
6.4.3坯料边界条件
- 选中工件Workpiece，点击，选中图标，分别选中坯料的对称面，并分别点击，增加（－1，0，0）和（0，－1，0）对称面。设置完成以后对称面处如图6-39。
第42页：6.4.4添加体积补偿参数
6.4.4添加体积补偿参数
第43页：6.4.5上模对称及运动设置
6.4.5上模对称及运动设置
第44页：6.4.6下模对称设置
6.4.6下模对称设置
- 选中上模Bottom Die，点击，点击标签，分别选中下模的对称面，并点击。
第45页：6.4.7定位上模
6.4.7定位上模
第46页：6.4.8设置接触关系
6.4.8设置接触关系
第47页：6.4.9生成数据文件
6.4.9生成数据文件
第48页：6.4.10进行模拟
6.4.10进行模拟
- 选在DEFORM-3D的主窗口中，选择Simulator中的开始模拟。
第49页：6.4.11后处理
6.4.11后处理
第50页：第6章综合习题（简答）
【综合习题】
- 一、简答题
- （1）坯料在热成形的时候都和哪些物体进行交换？
- （2）进行对称分析的物体哪些面是热交换面？
- （3）如果热交换面设置错误怎么修改？
第51页：第6章综合习题（思考）
二、思考题
- （1）热成形分析为什么先要进行温度的传递分析，对分析结果有什么影响？
- （2）热成形是如果不考虑热传递对分析精度有什么影响？
- （3）温度和成形的耦合分析和单独分析有什么区别？
