Page 78 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

用户指定最小或最大的网格尺寸和最大与最小网格尺寸的比值。该值设置完成在
网格单元数量中可以看到网格的大概数目，但无法在那里修改，只能通过修改最
大或最小单元尺寸来修改网格数目。

3. 初始条件
有些加工过程是在变温环境下进行的，比如热轧，在轧制过程中，工件，模
具与周围环境介质之间存在热交换，工件内部因大变形生成的热量及其传导都对
产品的成形质量产生主要的影响，对此问题，仿真分析应按照瞬态热—机混合处

理。DEFORM 材料库可以提供各个温度下材料的特性。
4. 材料模型
在 DEFORM-3D 软件中，用户可以根据分析的需要，输入材料的弹性、塑性、
热物理性能数据，如果需要分析热处理工艺，还可以输入材料的每一种相得相关

数据以及硬化、扩散等数据。为了更方便地使用户模拟塑性成型工艺，该软件提
供了 100 余种材料（包括碳钢、合金钢、铝合金、钛合金、铜合金等）的塑性性
能数据，以及多种材料模型。在材料库中，对每一种支持的材料提供了不同温度
和应变率下材料流动应力应变曲线和膨胀系数，弹性模量，泊松比，热导率等随

温度的变化曲线。
5. 接触定义
接触菜单用于定义工件与所有用到的模具之间以及模具之间可能产生的接触
关系。工件在变形过程中的温度，变形量是待求量，工件通常被定义成为可变形

接触体。通常，最简单，计算效率最高的定义是用二维曲线（ZD 平面或是轴对
称锻造）或是三维空间曲面（3D 锻造）描述模具参与接触部分的外表面轮廓，
用刚性接触体描述。刚性接触体上只具有常温，起主动传递刚体位移或合力作用。
如果需要关心模具的温度变化，可将模具上所关心的部分离散成单元（二维平面

单元或是三维轴对称实体单元），定义成为允许传热的刚性接触体，分析过程中，
模具既有传递位移或合力作用，同时又有内部热量的传导和与外界的换热。实际
锻造过程中，模具或多或少都存在变形，当要分析模具的温度和变形时，可将模
具离散成为具有温度和位移自由度的有限单元，定义成为可变形的接触体，这会

使计算的规模增加，但是分析结果更加合乎实际情况。还有一类刚性接触体为对
称面，定义在工件上具有对称边界条件位置处，起施加对称边界条件的约束作用。
定义的对称刚性平面可以满足法向的零位移约束和法向零热流约条件。

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