deform淬火模擬的案例
用DEFORM模擬感應淬火工藝過程
用DEFORM模擬感應淬火工藝過程
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背景
電磁感應淬火是廣泛采用的表面強化技術之一。電磁感應淬火工藝過程涉及多種物理場的復雜耦合，包括電磁場、溫度場、組織場和應力應變場等。電磁感應淬火工藝方案設計需要綜合運用多學科理論與知識，難度非常大，而且對于新產品的感應淬火問題，往往需要進行反反復復的試驗，周期長、成本高，大大影響了電磁感應淬火工藝應用的綜合效果。
DEFORM是一款專業金屬成形及熱處理工藝仿真軟件，三十多年來的工業實踐證明了軟件的準確性和穩定性。DEFORM軟件領先行業同類軟件，率先具備感應淬火和電阻加熱等高級分析功能，真正實現了同一平臺下多種物理場的耦合計算，幫助設計人員進一步認識和了解感應淬火工藝過程，優化工藝方案。
DEFORM軟件可以采用有限元（FEM）和邊界元（BEM）等兩種方法模擬感應淬火工藝過程，如下圖所示：
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應用案例
案例一：曲軸坯料感應加熱
該案例為曲軸坯料的預熱過程模擬，借助DEFORM軟件邊界元法模擬整個感應加熱過程，準確獲得工件溫度場及相組織體積分數，為設計人員工藝優化設計提供理論依據。坯料溫度場分布如下圖所示：
案例二：軸感應淬火
該案例模擬軸零件感應淬火工藝過程，軸首先奧氏體化，然后通過噴水冷卻方式實現表面硬化。軸感應淬火溫度場及馬氏體體積分數分布如下圖所示：
案例三：直齒圓柱齒輪感應淬火
該案例為直齒圓柱齒輪感應淬火仿真分析，感應線圈繞軸線旋轉，使輪齒均勻加熱。感應加熱過程中齒輪先奧氏體化，冷卻過程中轉變為馬氏體。
展開 DEFORM感應淬火模擬仿真技術及新功能
電磁感應淬火是廣泛采用的表面強化技術之一。電磁感應淬火工藝過程涉及多種物理場的復雜耦合，包括電磁場、溫度場、組織場和應力應變場等。電磁感應淬火工藝方案設計需要綜合運用多學科理論與知識，難度非常大，而且對于新產品的感應淬火問題，往往需要進行反反復復的試驗，周期長、成本高，大大影響了電磁感應淬火工藝應用的綜合效果。
DEFORM是一款專業金屬成形及熱處理工藝仿真軟件，三十多年來的工業實踐證明了軟件的準確性和穩定性。DEFORM軟件領先行業同類軟件，率先具備感應淬火和電阻加熱等高級分析功能，真正實現了同一平臺下多種物理場的耦合計算，幫助設計人員進一步認識和了解感應淬火工藝過程，優化工藝方案。
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展開 DEFORM利用邊界元法模擬感應加熱+淬火[3D ] ￥9.99
之前介紹了一個感應加熱同時進行淬火2D的一個例子。
DEFORM利用邊界元法模擬感應加熱+淬火[2D ]
后臺有同學需要3D的例子，其實和2D差不多，所不同的是3D的感應線圈需要設置電流出入口。
此示例同樣需要一個額外的 DAT 文件 (DEF_INDH.DAT)，與2D內容一樣。
本次材料和DAT文件與2D案例一樣。
要點：
感應加熱3D
淬火
溫度窗口的使用
1 模擬控制設置
跟往常一樣，新建一個項目，進入前處理，然后進入模擬控制窗口，勾選相轉變和感應加熱模式?？偛綌翟O置110步，5步一存，步長0.1s/step也就是說整個模擬過程持續11s。
2 建立對象
添加2個對象，分別為坯料和感應線圈。
2.1 坯料設置
坯料由于考慮熱應力，故設置成彈塑性體，材料選擇AISI-1080。需要注意的是計算感應加熱時，坯料和線圈均需要設置電/磁參數。另外，計算熱處理相轉變需要有各個相以及相轉變熱力學、動力學模型。
導入坯料幾何模型，本次通過文件方式導入。
給坯料劃分網格，為了演示劃分16000個網格，實際計算時可酌情進行局部細化。
邊界條件設置。首先是固定邊界條件，將底部x，y，z方向固定。
設置換熱邊界條件，除了設置常規的換熱邊界條件外，還需要設置一個額外的淬火窗口(傳熱窗口),點擊Env.Windows，然后進入窗口定義，設置成矩形框，輸入坐標進行矩形框繪制。
展開 DEFORM利用邊界元法模擬感應加熱+淬火[2D ] ￥10
本次介紹一個感應加熱同時進行淬火的一個例子。加熱線圈以指定的功率啟動加熱過程，并開始以指定的速度沿工件移動。工件的表層會在短時間內升溫并發生相轉變。緊接著通過設置一個在淬火窗口（熱交換窗口）對已升溫部分進行淬火。加熱過程使得表面層轉變成奧氏體相，而淬火過程立即將這些表面層冷卻成馬氏體相。
先看結果
溫度變化
奧氏體含量
馬氏體含量
從以上結果可以看到，感應線圈所在區域的溫度最高可達1000度以上，珠光體轉變成奧氏體，隨著感應線圈的移動，坯料不同部位發生珠光體向奧氏體的相轉變。由于淬火窗口緊隨著感應線圈移動，淬火窗口經過之處，坯料表層原本的奧氏體區發生馬氏體相變。由于淬火窗口冷卻速度快了點，故馬氏體轉變不夠徹底。
此示例需要一個額外的 DAT 文件 (DEF_INDH.DAT)，文件中中第一行“0”表示需要使用邊界元素技術（BEM），第二行“5”表示需要計算電壓的步長。親測沒有這個文件計算結果差別有點大。
要點：
感應加熱
淬火
溫度窗口的使用
1 模擬控制設置
跟往常一樣，新建一個項目，進入前處理，點擊2D模式，然后進入模擬控制窗口，勾選相轉變和感應加熱模式?？偛綌翟O置200步，5步一存，步長0.1s/step也就是說整個模擬過程持續20s。
2 建立對象
添加3個對象，分別為坯料和上下模。
2.1 坯料設置
坯料由于考慮熱應力，故設置成彈塑性體，材料選擇AISI-1045-trans。需要注意的是計算感應加熱時，坯料和線圈均需要設置電/磁參數。
展開 
simufact感應淬火模擬
之前總是有人問到感應加熱怎么模擬，恰好這段時間對感應淬火做了幾個模擬的案例，發上來大家參考一下。 感應加熱主要是通過電磁場來對工件進行快速加熱的一種方法，對于其模擬來說，有幾種方法，一種是做電磁場與溫度場的耦合，常見的有通過其多物理場耦合軟件來做的，但是這種方法有些不妥，因為實際中感應加熱往往都是在感應淬火，同時有加熱和冷卻兩個過程同時進行，而且一般我們需要知道感應淬火之后工件的變形趨勢以及應力分布，最好還能有其中的組織場分布，如果把模型做成電磁場、溫度場、應力場及組織模擬的話，模型的復雜程度會很大，計算所需時間也比較久。 所以，如果我們需要知道輸入的電流、電壓、頻率對感應加熱的影響，我們可以做一個電磁場與溫度場的耦合計算。而從實際考慮，一般我們知道感應淬火層的深度，而simufact軟件中恰好提供了一個near contact的設置，我們可不可以將感應加熱簡化為接觸換熱呢？這樣不需要考慮電磁場，模型就能簡化了，這樣我們就能在simufact軟件中實現溫度場、應力場及相變的仿真了。 選擇的是simufact軟件自帶的22MnCr5材料，是一個復合相的材料，從jmatpro中導入過來的，所以材料中不同相的屬性是單獨的曲線數據，且有cct和ttt數據，進行相變仿真再好不過了。
有了這么強大的材料模型，下面來看我們算出來的結果。下面的那個是感應裝置，上面的圓為冷卻裝置。底部為推動工件前進的操作機。采用simufact接觸表里面的near contact來設置感應加熱深度。這里的距離是以加熱裝置內表面為基準。
我們假設材料初始相成份組成為90%鐵素體及10%珠光體
在軟件中加大接觸換熱系數，達到快速加熱工件，冷卻構件的接觸換熱系數也增大，同樣的道理。
下面放上結果動畫，下圖為溫度。為了快速得到計算結果，網格劃分的比較粗。
展開 DEFORM 模擬控制
1.6.2 Deformation（變形）
用來激活因機械因素，熱或者相轉變產生的形變模擬。
1.6.3 Transformation（相轉變）
用來激活相轉變的模擬
1.6.4 Diffusion（擴散）
用來激活擴散模擬
1.6.5 Grain（晶粒）
用來激活晶粒大小計算和再結晶計算
1.6.6 Heating（加熱）
用來激活電阻加熱或者電感加熱模擬。感應加熱、感應邊界元素法加熱和電阻加熱可用來模擬多種加熱過程，V11版本現在可以進行雙頻率的電感加熱。
deform模擬
deform有問題的歡迎大家過來交流
DEFORM旋鍛模擬技術與應用案例
而有限元模擬時，每一次鍛打就是一次模擬計算，幾千次的鍛打和工件位置不斷調整的前處理設置占用工藝仿真人員大量的時間，因此需要一個專業的旋鍛向導模塊。
旋轉工藝產品
Swaging旋鍛向導設置流程
DEFORM軟件作為專業的全工藝仿真軟件，對于所有典型工藝都開發有向導模塊，設置流程化，與工藝貼合度高，工藝人員能夠很快上手，完成工藝仿真。Swaging旋鍛工藝模擬向導模塊推出已有十余年，經過行業內的廣泛使用與反饋，如今功能細節上也更加完善。主要特點及設置改進如下：
1、旋轉對稱模型
旋鍛鍛打次數多，需要有限元計算時間也較長，而大部分旋鍛類工件的幾何和變形行為屬于旋轉對稱，在保證計算精度的前提下，用戶可以選取四分之一的旋轉對稱模型，這樣計算時間也只有原來的十分之一。同時，SFTC也根據用戶的反饋，對旋轉對稱模型的算法優化，使計算精度和完整模型相差無幾。
變量旋轉對稱分布
2、道次之間再加熱模擬模擬
熱旋鍛工藝中，由于生產持續時間較長，工件壁厚薄，溫度降低較快，在加工一段時間后，需要重新加熱。為了方便用戶一次向導完成整個工藝，軟件根據工件溫度變化自適應再加熱，該功能考慮各類用戶的不同需求，對再加熱過程可模擬計算也可直接重置工件溫度。
啟用再加熱設置
道次之間的再加熱選擇
3、工序流程表與預覽
旋鍛工藝每次鍛打完成后，工件或模具位置都要發生變化，通過列表的形式，用戶可一次輸入所有的咬合動作，包括了每道次的咬合次數（根據長度還可自動計算）、旋轉角度、停止條件等等。
展開 deform微觀模擬
請教deform后處理如何顯示如下所示的組織圖片？
deform模擬精度問題
利用deform進行數值計算的時候，算了幾個算例，都有這樣的規律：
針對同一個問題，采用均勻四邊形網格計算，網格重劃為默認定義。
采用網格劃分越細密，得到的應力應變值越大一些
大家也遇到這種情況了嗎？
我覺得網格劃分的越細密，精度應該越大（對不對？呵呵）
那是不是每次模擬的時候，網格數量盡量大？可這又容易出現網格畸變和重劃
因為我是初學，所以很想聽聽大家的經驗介紹！
謝謝
deform模擬沖壓、板料 ￥300
deform模擬，坯料是板材，沖壓成型方式，凹模是從動輪設計，凸模在下行時，凹模旋轉運動，滾動的形式進行折彎成型
deform徑向鍛造模擬動畫
deform徑向鍛造模擬動畫
DEFORM 切削仿真模擬 ￥2.99
本次演示一個基于DEFORM的切削案例
DEFORM 3D裂紋失效模擬 ￥9.99
裂紋失效是材料加工中非常常見的缺陷之一，DEFORM提供了多個斷裂準則來模擬斷裂過程。
在deform中斷裂模型有兩種處理方式，單元刪除（Element Deletion）和連續損傷軟化（Continuum Damage Softening）
要想通過DEFORM 3D來實現裂紋失效模擬，需進行以下設置。
DEFORM模擬馬杠擴孔 ￥9.99
6 模擬控制設置
這里因為不再采取停止控制，所以只能通過設置總步數來控制模擬。設置完成之后，會發現無法生成數據庫。
莫著急，先點擊上面菜單欄的學位帽，進入專家模式，會看到模擬控制出現了熟悉的模樣。進入停止設置，來到Die Distance，現在上模點一下，再在下模點一下，看到它們之間出現了連線。點擊next，生成數據庫進行計算。
7 計算后查看結果
