《完整word版De 3d热处理模拟操作全解》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整word版De 3d热处理模拟操作全解(16页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、Deform-3d热处理模拟操作热处理工艺在机械制造中占有十分重要的地位。随着机械制造现代化和热处理质 量管理现代化的发展,对热处理工艺提出了更高的要求。热处理工艺过程由于受 到加热方式、冷却方式、加热温度、冷却温度、加热时间、冷却时间等影响,金 属内部的组织也会发生不同的变化,因此是个十分复杂的过程,同时工艺参数的 差异,也会造成热处理加工对象硬度过高过低、硬度不均匀等现象。Deform-3d 软件提供一种热处理模拟模块,可以帮助热处理工艺员,通过有限元数值模拟来 获得正确的热处理参数,从而来指导热处理生产实际。减少批量报废的质量事故 发生。热处理模拟,涉及到热应力变形、热扩散和相变等方面,
2、因此计算很复杂,软件 采用牛顿迭代法,即牛顿-拉夫逊法进行求解。它是牛顿在17世纪提出的一种在 实数域和复数域上近似求解方程的方法。多数方程不存在求根公式,因此求精确 根非常困难,甚至不可能,从而寻找方程的近似根就显得特别重要。方法使用函 数f(x)的泰勒级数的前面几项来寻找方程f (x) = 0的根。牛顿迭代法是求方程 根的重要方法之一,其最大优点是在方程f (x) = 0的单根附近具有平方收敛, 而且该法还可以用来求方程的重根、复根等。但由于目前Deform-3d软件的材料库只带有45钢、15NiCrl3和GCrl5等三种材 料模型,而且受到相变模型的局限,因此只能做淬火和渗碳淬火分析,更
3、多分析 需要进行二次开发。本例以45钢热处理淬火工艺的模拟过程为例,通过应用Deform-3d热处理模块, 让读者基本了解热处理工艺过程有限元模拟的基本方法与步骤。1、问题设置点击“文档(File)或“新问题(New problem),创建新问题。在弹出的图框 中,选择“热处理导向(heat treatment wizard),见图1。甲 tj-abfwvi S-vtiupPreslw :iC FeranC Petim ltEC叽etH啡钮C Rvirifl birLtuSr Os* t:r-*KGffEriAtSK.i assArs广 Ihapv rLL lnill ICt*图 22 工艺程
4、序设置9、模拟控制设置模拟控制对话框见图23。按默认好的步数定义为“自动”每步温度变化为 “5”,每步时间最大最小为“0.001”和“ 10”,步数增量为“ 10”。附加边界条 件中由于没有考虑对称设置,因此栏目保存空白,见图23。在固定节点边界条 件设置中,选择点击“自动设置(uto)”,这时会出现固定节点边界条件已添加 的回答,点击“0K”、完成固定节点边界条件设置,见图24。然后再点击“Finish”, 出现图25的回答,大意是数据库、关键文件等已成功创建,请退出并回到主窗 口进行模拟运行。图 23 模拟控制图 24 固定节点边界条件已经添加提示图25 创建数据库文件已经成功提示(to
5、be continued)10、模拟和后处理在主窗口课题目录(Directory)中,选择需要模拟的文件,然后在模拟器 (Simula to r)栏目中,点击运行(Run),开始模拟。模拟进行状况可以从信息 (Message )窗口观察到。图26 模拟运行模拟达到指定的步数或时间后模拟停止,这时点击退出图标,退出模拟。再次打 开主窗口,在目录栏中选中课题,然后在后处理器中点击“Deform-3d Pos t”进 入后处理窗口。热处理模拟的后处理窗口应包括以下内容:(1)图形显示窗口(2)步数选择和动画播放器(3)图形状态选择按钮 )图形位置控制按钮4 (5)状态变量选择与分析按钮 热处理模拟的
6、后处理分析:1、加热和冷却过程动画播放 为了播放加热和冷却过程的动画,应先在状态变量选择菜单内,选择温度(Tempera ture),然后再点击播放器,在显示窗口观察加热和冷却的变化过程。 见图27。图27 加热和冷却过程模拟2、加热和冷却温度分布均匀度分析1)剖切零件为了分析温度分布均匀度,需要将工件剖切。可以应用剖切(Slicing )分析工 具,将对话框中的模式选为“IPoint+Normal”,在输入栏内,将P行的X坐标值 修改成“1”,点击“0K”完成零件的剖切。* 如果要尽可能在圆柱体的中心位置进行剖切,就需要进行中心点的坐标。默认 的P点Y、Z轴的坐标为“0”,因此只要计算X轴的
7、坐标点就可以了,一种方法 采用拉动图标下方的滑标,大致放在中间位置即可。要精确定位,需要通过计算, 可以根据滑尺两端的数字相加后除2 。剖切设置28图图29 剖切后的零件2)定点跟踪设置点击“定点跟踪分析”(Point tracking)按钮,弹出的对话框见图30。iP&m TrjcFi 凹hLb-p图30定点跟踪设置对话框沿工件剖面的对角线选择几个点,如图31的Pl、P2、P3。5Mp 4专图31 选择跟踪点这时,在定点跟踪设置对话框内自动会出现点的坐标位置,见图32。点击 ”完成跟踪设置。Finish”和“NextJn* TimlurEifbM gvknlo.Ok图32 定点跟踪设置3)温度均匀度分析即会显示温度的定点跟踪曲线,见图在状态变量菜单中选择温度,在窗口Moaaa対tan殛Q.COQ 214fl蕾雀垂也殆 肝刃 0570 U7f9Point TrackingTerweratjne (C)图 33 温度的定点跟踪曲线 从曲线中可以分析,三个点的温度基本是一致的,这是由于工件尺寸较小,加热 保温时间充足造成的。图34显示的是较大尺寸工件的定点跟踪曲线,三个点的温度明显产生差别。图 35为较大工件的温度均匀度定点跟踪曲线,图36显示的