分享 | 如何學好Deform仿真模擬軟件

2017-03-09 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網

DEFORM金屬成形及熱處理仿真軟件是世界上最著名的工藝仿真軟件,功能最全面,從金屬凝固、下料剪切、塑性成形、拋丸、機加工、板料沖壓拉深、熱處理、微觀組織變化等所有過程都可以實現(xiàn),在全球以及國內擁有最廣泛的用戶群體,其高效計算、高精度得到了廣泛認可。本人有幸從事這個行業(yè),發(fā)現(xiàn)越來越多的工藝研發(fā)人員都想要掌握DEFORM軟件的使用方法,但相關的系統(tǒng)學習教材太少,網絡上也充斥著大量的過時資料或錯誤信息,很多人的學習都陷入了誤區(qū),不但浪費大量精力,而且模擬出不符合實際的計算結果,最后產生對軟件性能的錯誤認知而不得不放棄。通過多年的學習和培訓經驗,以DEFORM v11.1為例,我總結出了以下方法,希望大家共同探討進步,掌握這種先進的工藝設計輔助工具。

DEFORM使用人員大體可以分為兩類,第一類是從事典型工藝類型的技術人員,例如鍛造、軋制、拉拔、旋壓、熱處理、機加工、粉末壓制與燒結等等傳統(tǒng)加工工藝。對于這類使用者,大部分都具有實際設計生產經驗,學習過程比較簡單,能夠快速掌握設置過程。DEFORM軟件對于典型工藝提供了向導式操作,純windows中英文界面,只需按照窗口提示,一步步輸入相應工藝參數(shù)即可完成模擬的前處理設置。

向導模塊選擇

DEFORM v11.1對所有的向導式模塊內容做了全新改版,參數(shù)設置過程更加直觀合理,算法也更先進和多元化?，F(xiàn)有的向導式模塊包括傳熱、成形、多次鍛打、模具應力分析、開坯、環(huán)軋、型軋、旋壓、擠壓、機加工、機加扭曲、熱處理、熱處理爐、熱傳遞系數(shù)反算、循環(huán)、報告生成等多個向導式模塊,在這些模塊中具體應用時會有更詳細的選擇區(qū)分,例如機加工模擬,也可再次細分為車、銑、鏜、鉆等等,型軋類型也分為平板、帶材、棒材(線材)、型材、管材、Kocks減定徑機等,軟件根據(jù)前期不同的選擇,在隨后的界面中會自動屏蔽一些參數(shù)設置窗口,減少設置干擾,并且向導式設置界面過程中能夠自動生成一些高級的模擬設置,不但模擬精度更高,模擬計算時間也會縮短。另外隨著工藝不斷創(chuàng)新,新的加工方法層出不窮,DEFORM允許用戶自定義添加新工藝類型的向導式設置模塊。

型軋模塊詳細工藝類型的選擇

另外一類是復雜工藝的研究人員和DEFORM愛好者,這類人員主要集中在高校、研究所等研發(fā)機構,他們經常創(chuàng)新出不同種類的工藝需要模擬仿真驗證,加工方法是全新的,因此需要掌握更多的模擬設置方法,對軟件使用要求較高。對于這類學習人員,在學習DEFORM軟件之前,首先建議儲備一些專業(yè)理論知識或經驗,材料科學基礎、材料力學是必須的,起碼明白像應力、應變、本構方程等等這些基本概念是什么,再根據(jù)具體涉及到的領域,如金屬成形、機加工、熱處理、微觀組織等,學習基本理論知識和概念,另外最好從事過相關領域的生產設計。否則,確定模擬目的都不可能,模擬更無從下手,變得毫無頭緒。舉個簡單例子,很多人做殘余應力分析,用塑性模型去做,然后發(fā)現(xiàn)最終結果沒有應力分布,這是典型的理論基礎不足。其次,學習簡單的FEM有限元知識,不需要掌握多么深入,基本概念理解就行,有助于模型簡化、深入理解相關參數(shù)設置。推薦大家一本書,北京大學出版的《DEFORM-3D塑性成形CAE應用教程》,前幾章是關于有限元和成形的基礎知識介紹,后面也有一些簡單案例,非常適合初學者。

打好理論基礎以后,剩下任務的就是軟件操作的學習了,對于第二類使用人員,推薦是的學習通用前處理設置界面,通用前處理界面可以實現(xiàn)任何類型的工藝模擬,DEFORM軟件在11.1版本以后,對通用界面做了全新改版,同時保留了舊的通用前處理界面方便老用戶的學習和使用,我們推薦新用戶如果有機會,直接從新界面開始學習,新的前處理界面不但融入了更多的新功能,并且實現(xiàn)了向導化設置,設置過程的思路更加清晰流暢,不容易遺漏設置參數(shù)。下圖是對新舊兩個界面的設置順序簡單示意,這樣看起來是不是很簡單?我們只需要按部就班,對每一步理解后設置相關參數(shù)即可,如果當前這一步不需要,直接跳過,進行下一步設置。

舊的通用前處理設置界面

新一代通用前處理界面

每一步具體的參數(shù)設置含義是什么,如何設置?這個就需要我們花費一些精力去學習,因為如果只是照幾個例子,從頭到尾操作一遍,這只是站在模擬的大門口往里看了看,門都沒有入,下次遇到實際問題還是不會設置,或者模擬計算結果是否和實際情況一致沒有把握。目前不管是網絡上的資料還是專業(yè)書籍,對具體設置過程沒有詳細解釋。作為工藝研發(fā)創(chuàng)新人員,大部分人員是沒有接觸過有限元仿真模擬的初學者,推薦最有效的方法是學習DEFORM自帶的幫助文檔,DEFORM自帶的幫助文檔是目前所有有限元軟件中,解釋最詳細的幫助文件,也是對DEFORM軟件最權威的講解,不但對涉及到的有限元理論、先進成形理論、材料基礎知識、加工設備、加工方法有精辟介紹,而且對每一個功能如何使用、什么情況下使用都有詳細說明,并且自帶大量案例講解。DEFORM幫助文檔更像是材料加工領域的知識海洋,學習過程中對材料加工工藝的理解也會更上一層樓。幫助文檔的學習需要我們具備英語基礎,很多人看到幫助文檔是英文時,都會發(fā)愁,其實完全不用擔心,耐心學習一天,后面學習就會很順暢了,因為實際上專業(yè)詞匯數(shù)量并不多,常用單詞的加起來就一百個左右,從事這個行業(yè)的技術研究人員大都本科以上學歷,英語四級的水平足夠了,建議使用軟件時最好采用英文界面,能夠更好的對應到幫助文檔中學習軟件。DEFORM功能較多,學習DEFORM軟件基礎操作后,如果遇到具體項目急需解決,幫助文檔不用從頭到尾每頁都學,內容太多,使用它的搜索功能先學習查看自己需要的內容,會事半功倍。

學習幫助文檔是比較耗時耗力的方法,如果說有簡單快速的方法,還有一個辦法,就是國內用戶購買DEFORM正版軟件以后,參加安世亞太的DEFORM軟件培訓課程,安世亞太是DEFORM軟件獨家代理商,是美國SFTC公司在中國大陸區(qū)域的良好合作伙伴,十幾年的DEFORM軟件培訓及工藝研發(fā)模擬工作,已經梳理出一套完整的初、中、高級培訓課程,并自制了大量的專業(yè)中文培訓教材,通過課程學習可使廣大用戶獲得軟件使用的無上心法并能夠獲得長期技術支持,將DEFORM良好地用于實際生產項目的指導中。

想要掌握通過一個界面實現(xiàn)所有成形工藝模擬的設置方法,要求我們必須對每一個設置功能深入理解、靈活應用,要有鉆研的精神。學習任何東西都是一樣,需要靜下心來,認認真真,一絲不茍的思考每一個細節(jié)設置,才有助于軟件使用的提高。

DEFORM軟件學習并不難,DEFORM做為一個成熟的CAE工具,只要用對方法,多思考、勤練習,就能熟練應用,讓軟件發(fā)揮巨大經濟價值,同時提高工藝人員的設計經驗和水平。DEFORM軟件功能非常全面,無論哪一種工藝,只要是金屬成形領域的,不僅能夠實現(xiàn)仿真,而且可根據(jù)類型不同選用不同的先進算法,結果的豐富性和精度都是行業(yè)內最好的,我們只需要在軟件中輸入與實際相符的工藝參數(shù),就能高效、高精度的完成計算,這也是DEFORM用戶數(shù)量最多的主要原因。大家在軟件學習過程中,新界面新功能也帶給我們許多意外驚喜。相信不久的將來大家都會成為DEFORM軟件使用高手,為振興中國制造貢獻自己的一份力量。

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