Deform-3D热轧钢板淬火过程的温度场模拟(7)
图中①—⑧表示这几种物理场之间的相互作用：①淬火介质的流场、温度场对淬火工件温度场的作用和影响，淬火槽内介质的流场和温度场通过影响工件与淬火介质的换热系数影响工件的温度场；②淬火工件的温度场又会对淬火介质的流场和温度场产生影响；③淬火工件温度场对工件组织转变的作用和影响，不同的转变温度对应不同的组织；④淬火工件组织场对工件温度场的作用和影响，工件组织转变时会产生相变潜热，从而影响淬火工件温度场；
图2.1 淬火工件各场及淬火介质场相互作用图
⑤淬火工件内部温度场对应力场、应变场的作用和影响，由于工件内部各部分温度分布不均匀，温度引起各部分变形不同，因而会产生热应力和热应变；⑥淬火工件应力场和应变场也会对工件温度场产生影响，在热应力作用下工件发生变形，产生变形功，其中大部分要转化为热能，从而影响工件的温度分布；⑦淬火工件组织转变对应力场、应变场的作用和影响：工件组织转变引起体积的改变，因为工件内部各部分温度分布和变化不均匀，引起工件内部各部分的组织转变量不同，各部分的膨胀量也不同，所以在工件内部就会产生组织应力和应变；⑧淬火工件应力场、应变场反过来对组织转变又有一定影响，如在应力作用下工件会改变等温转变时间和终了转变时间以及会产生相变塑性等[11]。
3 DEFORM有限元分析软件
3.1 DEFORM-3D特点
DEFORM．3D是一套基于工艺仿真系统的有限元系统(FEM)软件，专门用于各种金属成形过程中的三文(3D)流动，温度变化及热交换过程中的温度、应力应变、相变等的分析研究。尤其在锻造、挤压、镦头、轧制，自由锻、弯曲和其它成形加工手段及热处理过程模拟较为突出。它能够给设计师和工程师在设定实际参数时带来很大的帮助，提高了设计效率，降低了生产成本[12]。
DEFORM．3D是模拟三文材料热处理过程的理想工具。它不仅鲁棒性好，而且易于使用。DEFORM．3D强大的模拟引擎能够分析金属热处理过程中温度、应力应变、相变等多个对象耦合作用的变形、热特性及组织变化。系统中集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格系统。在要求精度较高的区域，可以划分较细密的网格，从而降低题目的运算规模，并显著提高计算效率。
DEFORM具有非常友好的图形用户界面，可帮助用户方便地进行数据准备和成形分析。这样，工程师们便可把精力主要集中在工艺分析上，而不是去学习烦琐的计算机软件系统。DEFORM．3D图形界面既强大又灵活，为用户准备输入数据和观察结果数据提供了有效工具。DEFORM．3D还提供了3D几何操纵修正工具，这对于3D过程模拟极为重要。
DEFORM．3D延续了DEFORM系统几十年来一贯秉承的力保计算准确可靠的传统。在最近的国际范围复杂零件成形模拟招标演算中，DEFORM--3D的计算精度和结果可靠性，被国际成形模拟领域公认为第一。相当复杂的工业零件，如连杆、曲轴、扳手，具有复杂筋．翼的结构零件、泵壳和阀体，DEFORM--3D都能够令人满意地例行完成。能够支持格式IGES、STL、IDEAS、PATRAN、NASTRAN的文件导入，同时提供多达230种材料数据的材料库，几乎包含了所有常用材料的弹性变形数据、塑性变形数据、热能数据、热交换数据、晶体长大数据、材料硬化数据和破坏数据，方便用户计算过程中使用。
3.2 DEFORM-3D系统结构
DEFORM是一个高度模块化、集成化的有限元模拟系统，它主要包括前处理器、模拟器、后处理器三大模块。前处理器处理模具和坯料的材料信息及几何信息的输入、成形条件的输入，建立边界条件，它还包括有限元网格自动生成器；模拟器是集弹性、弹塑性、刚（粘）塑性、热传导于一体的有限元求解器；后处理器是将模拟结果可视化，支持OPGL图形模式，并输出用户所需的模拟数据。