Deform金属材料加工工艺仿真，我的新手入门到“高手进阶”之路

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导读：大家好，我是南风CAEer，仿真秀专栏作者，擅长Marc，Deform, Abaqus, Ansys, Ls-Dyna的金属材料塑性加工, 焊接和热处理仿真模拟；在Abaqus, Ansys, Marc, Franc3D的金属材料和脆性材料，复合材料的裂纹萌生与裂纹扩展，剩余寿命的有限元仿真与模拟有丰富工程项目经验。还从事过Abaqus, Ansys, Hyperworks/Optistruct的新能源汽车零部件，电池包，车身结构的静强度，振动，疲劳，冲击的有限元仿真与模拟，以及结构优化；和Abaqus，Marc，Deform二次开发，编程与调试等。本文是笔者10年来在学习和使用Deform软件经验总结，希望对学习者有一定的借鉴意义。

一、Deform如何从新手进阶到高手

1、新手入门

对于新手来说，不熟悉软件使用方法，建议找一个书中最简单的案例进行以此最简单的模拟，比如最简单的冷压缩模拟，仅仅只需要试样，上模，下模三个简单的零件。切记不要打开软件直接去看每个按钮的意思，每个菜单的功能。这种方法效率低，且完全没有任何作用，太多的菜单根本无法记住。学习仿真软件最好的方法就是拿案例去练习，能自己最后不看书籍，完全复现出来以后，再去回头琢磨每个参数，每个设置的含义和目的。

这里推荐大家一本入门中文书籍《DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程》，对初学者非常友好。对于初学者来说，如果要快速地实现模拟目的，软件提供了各种向导专用模块，一路点击和设置参数即可，比较容易入手。最后再学习通用模块，通用模块灵活性比较高，也相对难掌握。除此之外，在仿真秀，b站，Youtube等网站上有一些教学视频，可以作为参考。

2、新手进阶

(1)在学习了比较简单入门课程后，可进一步扩展不同的模拟功能，如挤压，轧制，锻造，最后学习旋压，摆碾模拟，和热加工。通常来说，模具越少，越容易模拟。挤压，锻造都是简单的直线运动，比较容易实现，然后再学习轧制，旋压等涉及到模具转动的复杂模拟功能。

(2)在学习完塑性加工后，可以尝试去学习切削加工，切削加工刀具运动方式和塑性加工中模具运动方式类似，因此有利于入手。

(3)最后，热处理模拟需要专业的知识作为基础，且热处理模拟涉及温度-力-相变-组织等多场耦合。建议先学习简单的传热模拟，然后加入应力，最后考虑相变和组织。相变模拟可以从比较简单的淬火开始，然后回火等。

这一部分建议大家，打开Deform软件安装目录下的案例文件，里面提供了丰富的案例，且参数已经设置好，可以直接计算，研究各个参数设置的方式。默认案例目录：C:\ProgramFiles\SFTC\DEFORM\v11.0\3D\3D_Examples\SI

3、高手进阶

在掌握软件的所有基本功能后，需要去深入理解各个物理参数的含义。这可以参考材料加工和材料科学的书籍，结合软件提供的手册说明，去理解各个参数的含义。比如说极限应变速率，平均应变速率，断裂准则，二次开发等等。软件手册是最为权威，也是最为全面的参考资料。

除此之外，针对个人需求，可以搜索相关的文献作为深入学习的辅助。文献作者通常对软件功能的应用比较透彻，比如笔者在学习断裂准则过程中，发现包括软件手册对断裂准则的讲解和使用并不完整，只有简单的公式。所以笔者查询了所有涉及断裂准则的文献，这些文献对断裂准则的参数研究以及使用场合比较透彻。

二、Deform3D连杆锻造成形有限元模拟

除以上之外，在软件使用过程中会遇到比如多个软件联用，求解出错，甚至比如结果异常等不常见的问题，建议可以给笔者留言或观看笔者在仿真秀视频教程（有VIP答疑服务）。通常很多问题都是多次尝试去发现并解决的，软件并不会每次都会提示怎么解决问题，所以多做多练多积累是最好的学习方法。接下来，笔者基于Deform3D的连杆锻造成形有限元模拟全过程演示，希望对大家有所启发，如有不当，欢迎批评指正。

1、几何模型

连杆锻造成型几何模型包括上模，下模，和坯料。几何模型以.stl格式导入Deform-3D软件中。

2、网格剖分

坯料划分四面体单元数量125934，上模划分四面体单元数量96077，下模划分四面体单元数量115520.由于连杆锻造成型时会发生大变形，为了确保其能顺利成形，采用网格重画分方法对变形过程中畸变的网格进行网格重画分。

3、边界条件

坯料锻造温度1200℃，上下模温度200℃。模具材料H13，坯料材料42CrMoA。和材料。坯料是发生塑性变形的对象，因此，考虑坯料的流动应力应变曲线，如下图所示。

4、接触设置

上下模与坯料之间存在接触，接触摩擦系数取0.12，由于接触导致的上下模的磨损采用Archard磨损模型进行模拟。

5、求解设置

求解器采用拉格朗日增量法。同时考虑变形和温度热传导。

6、结果

如下图所示为锻造结束时上模的磨损深度wear depth的云图。最大磨损深度1.4711e-5mm。位于云图中的红色区域。

如下图所示为锻造结束时下模的磨损深度wear depth的云图。最大磨损深度1.46274e-5mm。位于云图中的红色区域。

如下图所示为锻造成型载荷曲线图，最大成型载荷在58200kN。

如下图所示为成型时连杆的应力分布云图。最大应力624.52MPa，如云图中红色区域所示。

如下图所示为成型时连杆的应变分布云图。最大应变6.8656，如云图中红色区域所示。

模具疲劳寿命，如下所示：

上模疲劳寿命最小值为1421次，下模疲劳寿命1503，因为其中一个模具达到疲劳极限后，发生失效，因此，需要在两者中取较小值作为结论，即整体模具疲劳次数为1421次。

三、Deform金属材料加工仿真44讲

以上类似案例在我发布在仿真秀视频教程《Deform金属材料加工仿真44讲：加工工艺制定/材料选型/工艺参数优化/二次开发等》还有很多。本课程冀以希望帮助金属材料模具专业师生、金属材料塑性加工领域企业工艺和技术人员、金属材料热处理领域的研发人员和初次或已经有部分学习Deform软件经验的人员掌握Def orm软件系统性的使用方法，并学会使用Deform软件进行金属材料成型、热处理、切削等加工工艺仿真。

以下是课程大纲：

《Deform金属材料加工仿真44讲：加工工艺制定/材料选型/工艺参数优化/二次开发等》

课程可随时回放，可开具发票

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本课程为SFTC Deform材料加工仿真模拟软件的系列课程。本课程制作之前了解了现有的Deform教材，手册，包括网络上已经存在的相关教程和视频。本课程对网络或书籍上的教程不作重复录制，而是重点讲解网络上未出现的一些关于本软件的案例和使用过程中的非常细节的问题，对Deform软件使用过程中的一些基本问题，结合理论和操作，简单明了地讲解，便于理解和使用。