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1、铜陵学院课程实验报告实验名称 圆柱体压缩过程模拟 实验课程 材料成型计算机模拟 实验一 圆柱体压缩过程模拟1 实验目的与内容1.1 实验目的进一步熟悉AUTOCAD或PRO/E实体三维造型方法与技艺，掌握DEFORM软件的前处理、后处理的操作方法与技能，学会运用DEFORM软件分析压缩变形的变形力学问题。1.2 实验内容砧板工件锤头图1 圆柱体压缩过程模拟运用DEFORM模拟如图1所示的圆柱坯压缩过程。（一）压缩条件与参数锤头与砧板：尺寸20020020mm，材质DIN-D5-1U,COLD，温度室温。工件：材质DIN_CuZn40Pb2，尺寸如表1所示，温度室温。表1 实验参数序号圆柱体直径
2、，mm圆柱体高度，mm摩擦系数，滑动摩擦锤头运动速度，mm/s压缩程度，%1100150012021001500.21203100250012041002500.2120（二）实验要求（1）运用AUTOCAD或PRO/e绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl格式输出；（2）设计模拟控制参数；（3）DEFORM前处理与运算（参考指导书）；（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴对称剖分观察圆柱体内部应力、应变及损伤值分布状态；（5）比较方案1与2、3与4、1与3和2与4的模拟结果，找出圆柱体变形后的形状差别，说明原因；（6）提交分析报告（纸质和电子版）、模拟数据文件
3、、日志文件。2 实验过程2.1工模具及工件的三维造型根据给定的几何尺寸，运用AUTOCAD或PRO/E分别绘制坯料、锤头和砧板的几何实体，文件名称分别为workpiece，topdie，bottomdie，输出STL格式。 2.2 压缩过程模拟2.2.1 前处理建立新问题：程序DEFORM6.1FileNew Problem Next在Problem Name栏中填写“Forging” Finish进入前处理界面。设置模拟控制：点击工具栏中Simulation Controls按钮Main按钮。在Simulation Title一栏中填入Forging。在Operation Name一栏中填入
4、deform。在Units栏中选中SI。在Mode一栏中只选Deformation。添加对象：点击+按钮添加对象，依次为“Workpiece”、“Top Die”、“Bottom Die”。定义对象的材料模型：在对象树上选择Workpiece点击General按钮选中Plastic选项点击Assign Temperature按钮填入温度为20点击OK按钮；选择Top Die点击General按钮选中Rigid选项点击Assign Temperature按钮填入温度为20点击OK按钮勾选Primary Die选项如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选Primary Die选项）。导入毛坯几何
5、文件：分别选中Workpiece、Top Die、Bottom Die，在操作窗口中单击Geometry按钮Import Geo按钮，导入在CAD中事先画好的造型文件。调整对象位置关系：在工具栏点击Object Positioning按钮进入对象位置关系调整对话框根据锻压要求及实体造型调整相互位置关系点击OK按钮完成。实体网格化：在对象树上选择Workpiece点击 Mesh 选择Detailed Settings的General选项卡点击Absolute，Size Ratio改为3，Element Size选Min Element Size，设为3点击 Surface Mesh ，生成表面网
6、格点击Solid Mesh生成实体网络。设置对象材料属性：在对象树上选择Workpiece点击Material点击other选择DIN-CuZn40Pb21050-1400F(550-750C)点击Load完成材料属性的添加。设置主动工具运行速度：选择Top Die点击Movement在type栏上选中Speed选项在Direction选中主动工具运行，如-Z在speed卡上选中Define选项，其性质选为Constant，填入速度值为1mm/s。设置坯料边界条件：选中物体Workpiece单击Bdry.Cnd按钮选中Symmetry plane图标然后分别选中坯料的对称面单击添加按钮。工件体
7、积补偿：选择Workpiece点击Property在Target Volume卡上选中Active in FEM+meshing选项点击Calculate Volume按钮点击Yes按钮。设置模拟参数：点击工具栏中Simulation Controls按钮点击Step按钮在Number of Simulation Steps栏中填入模拟步数为30Step Increment to Save栏中填入每隔2步就保存模拟信息在With Die Displacement栏中选Constant，填入1点击OK按钮完成模拟设置。边界条件定义：点击Inter-Object按钮在对话框上选择Workpiece
8、Top Die点击Edit按钮点击Deformation卡Friction栏上选中Shear和Constant选项，填入摩擦系数为0 点击Close按钮如此重复，依次设置其它接触关系 点击Generate all按钮 点击Tolerance 按钮点击OK按钮完成边界条件设置。保存k文件：选择Workpiece点击Save按钮点击保存按钮保存工件的前处理信息重复操作，依次保存各工模具的信息。2.2.2 生成库文件在工具栏上点击Database generation按钮 在Type栏选中New选项选择路径填入数据库文件名为forging 点击Check按钮没有错误信息则点击Generate按钮完成
9、模拟数据库的生成。2.2.3 退出前处理程序在工具栏上点击Exit按钮，退出前处理程序界面。2.2.4 模拟运算在主控程序界面上，单击项目栏中的forging.DB文件单击Run按钮，进入运算对话框单击Start按钮开始运算单击Stop按钮停止运算单击Summary，Preview，Message，Log按钮可以观察模拟运算情况。2.2.5重复操作按表格1所列的另外三种情况，改变摩擦系数跟坯料高度再做三次模拟操作。2.3 后处理模拟运算结束后，在主控界面上单击forging.DB文件在Post Processor栏中单击DEFORM-3D Post按钮，进入后处理界面。1） 观察变形过程：点击
10、播放按钮查看成型过程；方案一变形过程方案二变形过程方案三变形过程方案四变形过程图2 四种方案的变形过程2） 观察最大应力分布：在状态变量的下拉菜单中选择Stress Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应力分布及其变化情况；3） 观察最大应变分布：在状态变量的下拉菜单中选择Strain Total- Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应变分布及其变化情况；4） 观察破坏系数分布：在状态变量的下拉菜单中选择Damage，点击播放按钮查看成型过程中可能产生破坏的情况；5） 成型过程载荷：点击Load Stroke按钮，生成变形工具加载曲线图，保存图形文
11、件为load.png，并保存图表的数据；6） 点跟踪分析：点击Point Tracking按钮，根据上图点的位置，在工件上依次点击生成跟踪点，点击Save按钮，生成跟踪信息，观察跟踪点的最大应力、最大应变、破坏系数，保存相应的曲线图。3 实验结果与分析3.1观察最大应力分布图3 方案一（高度150；摩擦系数0） 图4 方案二（高度150；摩擦系数0.2）图5 方案三（高度250；摩擦系数0）图6 方案四（高度250；摩擦系数0.2）1）比较图2和图3的颜色分布并在每个区域随机用鼠标点击一些点查看最大应力值，可以看出：摩擦系数为0时，坯料各部分应力分布较均匀，处于三向压应力状态，为均匀变形。摩擦
12、系数为0.2时，坯料各部分应力分布不均匀：圆柱体端部的接触面附近处于强烈的三向压应力状态；在与垂直作用力轴线呈45交角的区域也处于三向压应力状态，但应力值较前者较小；在与垂直作用力轴线呈45交角的区域径向向外的区域里，最大应力逐渐由压应力变为拉应力，该区域为二压一拉应力状态。该坯料的变形为不均匀变形。原因：镦粗时，由于受到接触表面摩擦力的影响，会使接触表面附近的金属变形受阻。而接触表面摩擦力的影响，沿径向由侧边向中心逐渐增强，沿高度方向由端面向中心逐渐减弱，故产生不均匀变形。为了保持物体完整性，会出现附加应力，从而改变物体的应力状态。2）比较图4和图5，其与图2和图3应力分布情况相似。再比较图
13、2和图4，可以看出：不同高度，在相同压下量下，应力分布同样较均匀，但最大应力的大小有所差异。最后比较图3和图5可以看出：不同高度，在相同压下量下，不均匀变形所对应的各个区域的体积跟最大应力大小都有所差异。综上，高度对均匀变形和不均匀变形的应力状态同样有影响。3.2观察最大应变分布图7 方案一（高度150；摩擦系数0）图8 方案二（高度150；摩擦系数0.2）图9 方案三（高度250；摩擦系数0）图10 方案四（高度250；摩擦系数0.2）1）比较图6和图7的颜色分布并在每个区域随机用鼠标点击一些点查看最大应变值，可以看出：摩擦系数为0时，坯料各部分应变分布较均匀，为均匀变形。由于坯料在轴向上的
14、为压缩变形且变形量为0.2，根据体积不变定律并参照图中最大应力值，可知该坯料在径向和周向均为拉伸变形，所以该坯料处于一向压缩两相拉伸应变状态。观察变形前后的坯料形状，还可以发现其形状在变形前后相似，这点符合均匀变形的特点。摩擦系数为0.2时，坯料各部分应变分布不均匀：位于圆柱体端部接触面附近，由于受接触面摩擦影响较大，且远离与垂直作用力轴线呈大致45交角的最有利滑移区域，在此区域内产生塑性变形较为困难，为难变形区；处于与垂直作用力大致为45交角的最有利变形区域，且受摩擦影响较小，因此在此区域内最易发生塑性变形，为易变形区。处于易变形区四周的区域，其变形量介于难变形区与易变形区之间，为自由变形区
15、。观察变形前后的坯料形状，便可以发现其形状在变形后呈单鼓形，这正是由于不均匀变形。2）比较图8和图9，其与图6和图7应变分布情况相似。再比较图6和图8，可以看出：不同高度，在相同压下量下，应变分布同样较均匀，但最大应变的大小有所差异。最后比较图7和图9可以看出：不同高度，在相同压下量下，不均匀变形所对应的各个区域的体积跟最大应变大小都有所差异。综上，高度对均匀变形和不均匀变形的应变状态同样有影响。3.3观察破坏系数分布 图11 方案一（高度150；摩擦系数0） 图12 方案二（高度150；摩擦系数0.2） 图13 方案三（高度250；摩擦系数0）图14 方案四（高度250；摩擦系数0.2）由上
16、面四幅图可以看出，破坏系数均为0。说明在此镦粗过程中，晶格畸变不是很严重，坯料不容易被破坏。坯料无摩擦，即均匀变形时，其对坯料的破坏很小；坯料有摩擦时，即不均匀变形时，圆柱体侧面周向承受附加拉应力，但是由于变形程度不大，所以对坯料的破坏也很小。3.4成型过程载荷分析 图15 方案一（高度150；摩擦系数0）图16 方案二（高度150；摩擦系数0.2）图17 方案三（高度250；摩擦系数0） 图18 方案四（高度250；摩擦系数0.2）将上面四个图中的数据提取出来，列于下表：表2 四种方案成型过程载荷载荷（N） 时间（s）方案一方案二方案三方案四000001383522392446.322948
17、1232717.12388686.8397540.7231318.1234448.13393951403011.2233183.1236357.34399324.4408595.9235073.3238290.55404807.1414309.4236986.4240247.86410405.3420131.9238923.6242229.67416118.2426077.8240884.4244236.28421952.1432150.3242869.6246266.99427909.5438353.3244879.5248324.310433994444705.1246914.725040
18、7.611440209.2451182.1248975.2252517.412446558.8457800.9251061.7254654.113453045.8464566.3253174256818.114459676471482.8255313.6259009.715466454.6478537.9257480.4261229.916473381.7485769.2259675263478.817480466.3493166261897.7265756.918487709500733.2264149.1268064.419495118.9508476266429.6270402.3205
19、02697.1516399.7268739.8272770.221510452524504.3271080.7275170.122518387.2532807.3273451.727760223526507.6541328.6275853.828006724534821.7550036.6278287.9282564.425543333.8558956280754.3285094.726552051.3568073.2283253.7287659.627560980577430.6285786.4290259.328570126.8587046.4288353.8292894.52957950
20、0.3596863.9290955.329556530589105.4606945.9293592.7298272.931296265.9301018.332298975.9303801.833301722.830662434304508.6309485.635307332.6312387.236310195.6315330.237313099.2318314.338316043.9321341.739319030.3324411.340322059.332752641325131.933068642328247.9333890.843331409.8337143.644334617.2340
21、444.345337871.1343793.546341173.3347192.747344523.8350646.548347923.7354145.349351374.7357699.3图19 四种方案成型过程载荷50354876.1361305.91)比较图18中每条线段可以看出：在开始较短时间内载荷呈线性增大，该段时间内的变形为弹性变形，载荷迅速增加，变形很小；在后面的所有时间内载荷呈非线性增长，该时间内的变形主要为塑性变形，变形较大，载荷增长较弹性变形慢。弹性变形阶段，载荷上升的主要原因是原子间相互作用力；塑性变形阶段，载荷上升的主要原因是加工硬化。2)比较方案一和方案二对应的曲线可
22、以看出：方案二接触表面有摩擦力即产生不均匀的坯料，塑性变形阶段的载荷曲线高于方案一接触表面无摩擦即产生均匀变形的坯料。这是由于不均匀变形产生的附加应力，使金属的塑性降低，变形抗力升高。3)比较方案三和方案四对应的曲线，其与方案一和方案二的情况相似。只是载荷大小有所差异。4)比较方案一和方案三对应的曲线可以看出：相同压下量，均无摩擦的这两种情况，高度为150的载荷曲线比高度为250的载荷曲线高很多。比较方案二和方案四对应的曲线可以看出：相同压下量，摩擦系数相同的这两种情况，高度为150的载荷曲线比高度为250的载荷曲线高很多。3.5点跟踪分析图20（b） 方案一跟踪点最大应力分布 图20（a）
23、方案一跟踪点分布图20（c） 方案一跟踪点最大应变分布图21（a） 方案二跟踪点分布图21（b） 方案二跟踪点最大应力分布图21（c） 方案二跟踪点最大应变分布图23（c） 方案四跟踪点最大应变分布图23（b） 方案四跟踪点最大应力分布图23（a） 方案四跟踪点分布图22（c） 方案三跟踪点最大应变分布图22（b） 方案三跟踪点最大应力分布图22（a） 方案三跟踪点分布1）观察方案一和方案三各跟踪点在变形过程中最大应力和最大应变观察图19（b）和图21（b），可以看出：在前面极短时间内，为弹性变形，应力呈线性变化；后面的时间内，主要为塑性变形，呈非线性变化。除表面几个点外，坯料其他各点均为三向
24、压应力状态，且应力分布较均匀。观察图19（c）和图21（c）,可以看出：在变形过程中，所有点的最大应变呈线性增长，且应变大小也基本相同，这正符合均匀变形过程的特点。2）观察方案二和方案四各跟踪点在变形过程中最大应力和最大应变观察图20（b）和图22（b），可以看出：在变形过程中，应力分布不均匀，且变化幅度较大。这是因为这两情况的变形为不均匀变形，产生大量附加应力，而这些附加应力的分布也是不均匀的，所以就出现了图示情况。观察图20（c）和图22（c），可以看出：在变形过程中，应变总体是呈上升趋势的，但是由于不均匀变形，所以各点处的应变大小不同。4 实验小结本实验通过CAD和DEFORM对镦粗过程
25、进行了模拟，经过无摩擦镦粗和有摩擦镦粗之间的对比分析，验证了均匀变形和不均匀变形的变形特点。把书本的知识应用到模拟当中，使我对课本的知识有了更进一步的理解。通过这次实验，培养了我运用书本知识解决实际问题的能力。通过老师的讲解和PDF的学习，初步运用了DEFORM进行简易的应用，通过镦粗的前处理和求解以及后处理，对DEFORM有了一个全面的认识，虽然只是材料成型方面的应用，没有涉及到热处理的学习，但感觉DEFORM很强大，把AUTOCAD与DEFORM联系在一起能使自己的学习更加全面。DEFORM能够帮助我们设计工具和产品工艺流程，减少昂贵的现场试验成本。提高了工模具设计效率，降低生产和材料成本
26、。缩短了产品的研究开发周期。同时我也学会了使用DEFORM-3D进行简单的材料成型模拟，分析成型过程中工件的应力、应变、破坏系数及挤压工具载荷的变化。通过DEFORM软件的学习，为以后工作提供了一种非常实用的试验方法，也有助于现在对本专业的技术研究。铜陵学院课程实验报告实验名称 棒材热挤压过程模拟 实验课程 材料成型计算机模拟 指导教师 张 金 标 .专业班级 09 材控 （1） .姓 名 马 文 军 .学 号 0910121049 .2012年04月23日实验二 棒材热挤压过程模拟1 实验目的与内容1.1 实验目的进一步熟悉DEFORM软件前处理、后处理的操作方法，掌握热力耦合数值模拟的模拟
27、操作。深入理解并掌握DEFORM软件分析热挤压的塑性变形力学问题。1.2 实验内容挤压模挤压筒挤压垫1401004060120450图1 棒材挤压示意图运用DEFORM模拟如图2所示的黄铜(DIN_CuZn40Pb2)棒挤压过程（已知：坯料f9860mm）（一）挤压条件与参数挤压工具：尺寸如图所示，材质DIN-D5-1U,COLD，温度3500。坯料：材质DIN_CuZn40Pb2，尺寸f9860，温度6300。工艺参数：挤压速度10mm/s，摩擦系数0.1。（二）实验要求（1）运用AUTOCAD或PRO/e绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl格式（二）实验要求（1）运用AUTOCAD或P
28、RO/e绘制各模具部件及棒料的三维造型，以stl格式输出；（2）设计模拟控制参数；（3）DEFORM前处理与运算；（4）DEFORM后处理，观察圆柱体压缩变形过程，载荷曲线图，通过轴对称剖分观察圆柱体内部应力、应变及损伤值分布状态；（5）运用DEFORM后处理Flow Net（流动栅格）功能观察金属流动的不均匀性，说明原因；（6）提交分析报告（纸质和电子版）、模拟数据文件、日志文件。2 实验过程2.1挤压工模具及工件的三维造型根据给定的几何尺寸，并从书中查得工作带长度为10mm，入口圆角半径为4mm，模子厚度为70mm，挤压垫外径为99mm，挤压垫厚度为20mm，运用AUTOCAD或PRO/E
29、分别绘制坯料、挤压模、挤压垫、挤压筒的几何实体，文件名称分别为extrusion workpiece，extrusion die，extrusion dummy block，extrusion chamber。输出STL格式。 2.2 挤压模拟2.2.1 前处理建立新问题：程序DEFORM6.1FileNew Problem Next在Problem Name栏中填写“stick extrusion” Finish进入前前处理界面。单位制度选择：点击Simulation Control按钮Main按钮在Units栏中选中SI（国际标准单位制度）。添加对象：点击+按钮添加对象，依次为“workp
30、iece”、“top die”、“bottom die”和“object 4”，在Object Name栏中填入extrusion workpiece点击Change按钮单击Geometry按钮Import Geo按钮，选择extrusion workpiece.stl实体文件打开；重复操作，依次添加extrusion die， extrusion dummy block，extrusion chamber。定义对象的材料模型：在对象树上选择extrusion workpiece点击General按钮选中Plastic选项点击Assign Temperature按钮填入温度为630点击OK按钮
31、在对象树上选择extrusion dummy block点击General按钮选中Rigid选项点击Assign Temperature按钮填入温度为350点击OK按钮勾选Primary Die选项如此重复，定义其它工模具的材料模型（不勾选Primary Die选项）。调整对象位置关系：在工具栏点击Object Positioning按钮进入对象位置关系调整对话框根据挤压要求及实体造型调整相互位置关系点击OK按钮完成。模拟控制设置：点击Simulation Control按钮Main按钮在Simulation Title栏中填入 “stick extrusion” 在Operation Tit
32、le栏中填入“deform heat transfer” 勾选“Heat transfer”和“Deformation”选项点击Step按钮在Number of Simulation Steps栏中填入模拟步数为100Step Increment to Save栏中填入10在Primary Die栏中选择extrusion dummy block在With Constant Time Increment栏中填入时间步长为0.05点击OK按钮完成模拟设置。实体网格化：在对象树上选择Workpiece点击 Mesh 选择Detailed Settings的General选项卡点击Absolute，
33、Size Ratio改为2，Element Size选Min Element Size，设为2点击 Surface Mesh ，生成表面网格点击Solid Mesh生成实体网络。设置对象材料属性：在对象树上选择extrusion workpiece点击Material点击other选择DIN-CuZn40Pb21020-1740F(550-950C)点击Load完成材料属性的添加。设置主动工具运行速度：在对象树上选择extrusion dummy block点击Movement点击Movement在type栏上选中Speed选项在Direction选中主动工具运行，如-Y在speed卡上选中D
34、efine选项，其性质选为Constant，填入数度值，如10mm/s；设置坯料边界条件：选中物体Workpiece单击Bdry.Cnd按钮选中Symmetry plane图标然后分别选中坯料的对称面单击添加按钮。工件体积补偿：在对象树上选择Workpiece点击Property在Target Volume卡上选中Active in FEM+meshing选项点击Calculate Volume按钮点击Yes按钮。边界条件定义：在工具栏上点击Inter-Object按钮在对话框上选择extrusion workpieceextrusion dummy block点击Edit按钮点击Deform
35、ation卡Friction栏上选中Shear和Constant选项，填入摩擦系数为0.1 点击Thermal选中Constant选项，填入传热系数或选择传热类型如Forming 点击Close按钮如此重复，依次设置其它接触关系 点击Generate all按钮 点击Tolerance 按钮点击OK按钮完成边界条件设置。保存k文件：在对象树上选择extrusion workpiece点击Save按钮点击保存按钮保存工件的前处理信息重复操作，依次保存各工模具的信息。2.2.2 生成库文件在工具栏上点击Database generation按钮 在Type栏选中New选项选择路径（英文）填入数据库
36、文件名（英文），如stick extrusion 点击Check按钮没有错误信息则点击Generate按钮完成模拟数据库的生成。2.2.3 退出前处理程序在工具栏上点击Exit按钮，退出前处理程序界面。2.2.4 模拟运算在主控程序界面上，单击项目栏中的stick extrusion.DB文件单击Run按钮，进入运算对话框单击Start按钮开始运算单击Stop按钮停止运算单击Summary，Preview，Message，Log按钮可以观察模拟运算情况。2.3 后处理模拟运算结束后，在主控界面上单击stick extrusion.DB文件在Post Processor栏中单击DEFORM-3D
37、 Post按钮，进入后处理界面。（1）观察变形过程：点击播放按钮查看成型过程，如图2；图2 挤压变形过程（2）观察温度变化：在状态变量的下拉菜单中选择Temperature，点击播放按钮查看成型过程中温度变化情况；（3）观察最大应力分布：在状态变量的下拉菜单中选择Stress Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应力分布及其变化情况；（4）观察最大应变分布：在状态变量的下拉菜单中选择Strain Total- Max principal，点击播放按钮查看成型过程中最大应变分布及其变化情况；（5）观察破坏系数分布：在状态变量的下拉菜单中选择Damage，点击播放按钮查看成型
38、过程中可能产生破坏的情况；（6）成型过程载荷：点击Load Stroke按钮，生成变形工具加载曲线图，保存图形文件为load.png；（7）点跟踪分析：点击Point Tracking按钮，根据上图点的位置，在工件上依次点击生成跟踪点，点击Save按钮，生成跟踪信息，观察跟踪点的最大应力、最大应变、温度、破坏系数，保存相应的曲线图。（8）流动网格分析：点击Flow Net按钮，在对话框中分别选择Starting step和Ending step的数值，点击Next，选择Surface net，点击Next，选中Parallel，点击Next，确定起点平面、终点平面，输入方向矢量和分割面的数量，
39、点击Next，点击Finish，生成金属流动网格数据，点击播放按钮查看流动格变化情况。3 实验结果与分析图3挤压终了温度分布3.1观察温度变化从图3可以看出：远离挤压垫的一端温度最高，而与挤压垫相接触的一端温度最低，这主要是由于在整个挤压过程中与挤压垫接触的一端存在着热交换，使温度降低，不接触的一端在整个过程中金属流动较激烈，并且由于散热不好且挤压时间较短，温度比与挤压模相接触端高且变化不大。同时，中心部位温度分布较均匀而且具有较高温度值，这是因为在整个挤压过程中坯料中心不与挤压模具和空气相接触，热量散失与热传递都很小。3.2观察最大应力分布图4 挤压终了最大应力分布从图4可以清晰地看出：中间
40、部位应力分布较均匀，且数值较大，为三向压应力状态，从中还可以看出挤压过程中应力最大的位置出现在工件刚刚进入挤压模的位置，因为在此处由于工件的直径急剧变化，金属流动的阻力最大，不均匀变形也最大，在此处将产生较大的附加应力。在挤压筒与坯料的接触部位附加应力和应力影响都较小。图5 挤压终了最大应变分布3.3观察最大应变分布从图5可以清晰的看出：在整个挤压过程中应变最大的位置出现在工件刚刚进入挤压模的位置，此时工件部的主变形量最大，也即应变最大。中间位置应变其次，中心内部位应变较小，两端应变最小。图6 挤压终了破坏系数分布3.4观察破坏系数分布从图6中可以很清晰的看出：已挤压坯料的表面破坏系数较大，已
41、挤压坯料的中心和挤压筒内的坯料破坏系数都较低。这是由于挤压过程中挤压筒壁和挤压模壁接触摩擦力的影响，使边部金属流动滞后于中心部金属，造成了边部受压，中心受压的附加应力分布，表面在附加拉应力作用下易产生周期裂纹，所以坯料表面的破坏系数较大。3.5成型过程载荷分布图7 成型过程载荷分布从图7可以看出：整个挤压过程的成型载荷总体上是沿直线逐渐增加的，因为随着挤压过程的进行，工件和挤压模的接触面积越来越多，所以受挤压模具的摩擦力就会逐渐增大。同时由于还会受到金属内部原子的相互作用力，随着挤压过程的进行金属流动越来越困难，要求的挤压力也越大。图形中出现的很小的起伏，主要是因为在挤压过程中DEFORM-3
42、D成型软件进行了网络的重划分，产生了均匀应变，挤压力小幅度降低挤。压力总体上呈上升趋势。图8 跟踪点分布图9 跟踪点温度分布3.6点跟踪分析图10 跟踪点最大应力分布图11 跟踪点最大应变分布图12 跟踪点破坏系数分布1)从图9可以看出：所选的每个点的温度分布整体上是呈小幅度的下降趋势（本次试验挤压过程很短且工件与外界的热传递几乎没有，所以个点的温度几乎保持不变），主要在模拟成型过程中存在工件和工具以及外界的热交换、热量损失，所以温度会有所下降但幅度很小，因为在热传递和热量散失的过程中接触摩擦会产生热量，所以跟踪点的温度降幅很小。2)从图10可以看出：应力分布不均匀，且变化幅度较大，因为在挤压过程中工件的某些部位有很大的不均匀变形，同时附带了大量的附加应力，而附加应力在整个工件上的分布也是不均匀的
