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07 第7章 齿轮托架成形分析.pptx

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本课件以齿轮托架温锻成形为案例,按空气传热、下模停留、镦粗、二次转移与终锻五个工序完整演示分析过程,重点讲解网格权重因子与密度窗口的细化设置、机械压力机设备库的调用,以及运动距离、设备能力与材料变形三类停止条件的设置。

第7章齿轮托架成形分析封面,标示本章围绕网格细化、设备库与停止条件设置展开
本章学习目标页,要求掌握热成形完整工序、网格详细设置、设置库运用与停止条件设置
本章教学要点表,按相关知识、能力要求与知识要点三栏对应网格划分与设备库停止条件
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第1页:第7章 齿轮托架成形分析

DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程第7章齿轮托架成形分析

第2页:本章学习目标

【本章学习目标】

  • 了解齿轮托架成形仿真过程的设置,掌握热成形分析的完整工序;
  • 掌握网格划分的详细设置;
  • 掌握设置库的运用;
  • 掌握模拟停止条件的设置。

第3页:本章教学要点

第7章教学要点:下表列出相关数据。

第7章教学要点
相关知识能力要求知识要点
网格的数量、比率、权重因子的设置掌握网格划分的质量控制和细化技术网格划分技术
机械压力机的设置,变形速度对成形的影响掌握DEFORM-3D软件中的设备库及运用设备库的设置
运动距离条件,设备能力条件,材料变形条件掌握准确停止模拟过程的设置技术分析停止的条件设置

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:齿轮传动

导入案例

  • 齿轮传动作为动力传动的主体,在21世纪的成套机械装备中仍然是重要的基本部件。它具有恒功率输出、实用可靠、效率高、生产技术成熟等优点,因此,在传递动力,尤其是较大动力为主的场合,仍然具有不可取代的地位。

第5页:本章介绍

本章介绍

  • 这个案例在让大家巩固塑性成形分析工艺的同时,让大家进一步掌握一些前面没有提到的内容,通过本章案例的学习,大家会对如何比较准确的分析一个零件成形的整体工艺有一个比较深刻的了解。本章重点掌握:设备库的运用,停止条件的设置,Primary Die的含义,热成形零件的多工序成形工艺完整分析过程。

第6页:7.1分析问题

7.1分析问题

第7页:成形工艺示意

成形工艺

第8页:

第9页:齿轮托架工艺参数

齿轮托架温锻工艺参数:下表列出相关数据。

齿轮托架温锻工艺参数
工艺参数取值
成形工艺温锻成形工艺,成形共需两个成形工序,仿真角度至少五个工序
分析对象工具和坯料简化为几何体的1/12
单位公制(SI)
坯料材料DIN C15
坯料尺寸直径31.5mm,高度67mm
预热温度1230oC
模具温度80oC

第10页:设备与五道工序

设备与工序安排:下表列出相关数据。

设备与工序安排
项目内容
设备Mechanical Press Forging(机械压力机)
工序1空气传热过程,从炉子到压力机的传送过程,时间7秒
工序2下模上的停留,时间0.7秒
工序3坯料镦粗工序,将高度从31.5mm镦到9.5mm
工序4传送到终锻模过程,时间3秒
工序5终锻成形

第11页:7.2空气传热过程

7.2空气传热过程

  • 建立一个新的Problem名字取为Gear_Carrier.
  • 模拟名称: Gear Carrier
  • 工序名称: Furnace Transfer
  • 工序序号1
  • 处理类型:Heat Transfer
  • 单位:SI

第12页:

第13页:7.2.3导入对象几何体

导入几何体Geometry

  • Workpiece: IDS_GC_Billet.stl
  • Top Die: IDS_GC_Upset_Top.stl
  • Bottom Die: IDS_GC_Upset_Bot.stl
  • Workpiece设为plastic, tools设为rigid.7.2.3导入对象几何体

第14页:

第15页:7.2.4定义初始温度

7.2.4定义初始温度

  • Workpiece
  • Top Die
  • Top Die

第16页:7.2.5分配材料

7.2.5分配材料

第17页:7.2.6定义工件网格

工件网格权重因子设置:下表列出相关数据。

工件网格权重因子设置
权重因子 / 网格参数取值
Surface Curvature0.9
Temperature0.0
Strain Distribution0.1
Strain Rate Distribution0.1
Max Element Size1mm
Size Ratio1

第18页:

第19页:运算中重划分网格参数

初始网格生成以后将theSize Ratio改为3,不过不要再生成网格.这些数值为在运算过程中重新划分网格所用。

  • (Size Ratio = 3, Min Size = .33mm, MaxSize = 1mm)

第20页:

第21页:

第22页:7.2.7定义工件边界条件

7.2.7定义工件Billet的边界条件

  • 创造对称边界条件和热交换面,注意,对称面不是热交换面。

第23页:7.2.8设置上模运动

7.2.8设置上模的运动

第24页:7.2.9设置模拟控制

7.2.9设置模拟控制

第25页:生成数据文件并运行模拟

7.2.10生成数据文件,并运行模拟计算。

  • 7.2.11后处理

第26页:7.3.1打开前处理

7.3下模传热过程

  • 7.3.1打开前处理

第27页:7.3.2设置模拟控制

7.3.2设置模拟控制

第28页:

第29页:7.3.3定位坯料

7.3.3定位坯料

第30页:7.3.4设置接触条件

7.3.4设置接触条件Bottomp Die-Workpiece

第31页:生成数据文件并运行模拟

7.3.5生成数据文件,运行模拟计算。

  • 7.3.6后处理

第32页:7.4.1打开前处理

7.4进行镦粗分析

  • 7.4.1打开前处理

第33页:7.4.2模拟控制

7.4.2模拟控制

第34页:

第35页:7.4.3设置坯料对称面

7.4.3设置坯料对称面

  • 选中工件Workpiece。

第36页:7.4.4激活目标体积

7.4.4激活目标体积

第37页:7.4.5定位上模

7.4.5定位上模

第38页:

第39页:7.4.6检查上模运动设置

7.4.6检查上模运动设置

第40页:7.4.7回顾接触对象的边界条件

7.4.7回顾接触对象的边界条件

第41页:7.4.8生成数据文件并运行模拟

7.4.8生成数据文件,运行模拟计算。

第42页:7.4.9后处理

7.4.9后处理

第43页:7.5.1打开前处理

7.5二次转移热传导分析

  • 7.5.1打开前处理

第44页:7.5.2模拟控制

7.5.2模拟控制

第45页:

第46页:7.5.3模具的移动

7.5.3模具的移动

第47页:

第48页:

第49页:检查生成计算与后处理

7.5.4检查生成计算

  • 7.5.5后处理

第50页:7.6.1打开前处理

7.6终锻成形

  • 7.6.1打开前处理

第51页:7.6.2设置模拟控制

7.6.2设置模拟控制

第52页:7.6.3导入对象几何体

7.6.3导入对象几何体(2)选择Top die,导入几何体,本例中选择安装目录下DEFORM3D\V6_1\Labs的IDS_gc_die.STL。(3)选择Bottom die,导入几何体,本例中选择安装目录下DEFORM3D\V6_1\Labs的IDS_gc_punch.stl。

第53页:7.6.4定位物体

7.6.4定位物体

第54页:

第55页:

第56页:7.6.5设置模具对称面

7.6.5设置模具对称面

  • (1)选中上模Top Die和Bottom Die。

第57页:7.6.6设置模具运动

7.6.6设置模具运动

第58页:7.6.7接触条件生成

7.6.7接触条件生成

第59页:7.6.8设置步数及停止条件

7.6.8设置步数及停止条件

第60页:

第61页:检查生成计算与后处理

7.6.9检查生成计算

  • 7.6.10后处理

第62页:第7章综合习题

【综合习题】

  • 一、思考题
  • (1)在模拟的时候为什么采用设备库,不同的设备对成形工艺有什么影响?
  • (2)停止条件的设置在模拟分析中有什么用?
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