DEFORM-3D有限元铝合金拔长变形过程应变场分布的研究(6)
DEFORM-3D是模拟3D材料流动的理想工具。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成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。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[16]。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，并显示提高计算效率。
DEFORM-3D图形界面即强大又灵活，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第一。相当复杂的工业零件，如连杆、曲柄、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。
3.2 DEFORM的发展
20世纪70年代后期，位于美国加州伯克利的加利福尼亚大学小林研究室在美国军方的支持下开发出了有限元软件ALPID，1990年在此基础上开发出DEFORM-2D软件。该软件的开发者独立出来成立SFTC公司(Scientific Forming Technologies Co.)，并推出了DEFORM-3D软件，DEFORM-3D是集成了原材料、成形、热处理和机加工的软件[17]。
DEFORM的理论基础是经过修订的拉格朗日定理，属于刚塑性有限元法，其材料模型包装刚性材料模型、塑性材料模型、多孔材料模型和弹性材料模型。DEFORM-2D的单元类型是四边形，3D的单元模型是经过特殊处理的四面体，四面体单元比吹冰面体单元容易实现网格重新划分。DEFORM软件有强大的网格重划分功能，当变形量超过设定值时自动进行网格重划。在网格重划时，工件的体积有部分损失，损失越大，计算误差越大，DEFORM在同类软件中体积损失最小。
DEFORM软件提供了三种迭代计算方法：Newton-Raphson、Direct和Explicit，根据不同的材料性能可以选择不同的计算方法。同时该软件提供了丰富的材料库，几乎包含了所有常见材料的弹性变形数据、塑性变形数据、热能数据、热交换数据、晶粒长大数据、材料硬化数据和破坏数据。
3.3 DEFORM的特点
DEFORM软件具有以下特点：（1）DEFORM-3D是在一个集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性进行模拟仿真分析。适用于热、冷、温成形，提供极有价值的工艺分析数据[18]。如：材料流动、模具填充、锻造负荷、模具应力、晶粒流动、金属微结构和缺陷产生发展情况等。DEFORM-3D处理的对象为复杂的三文零件、模具等。（2）不需要人工干预，全自动网格再剖分。（3）前处理中自动生成边界条件，确保数据准备快速可靠。（4）DEFORM-3D模型来自CAD系统的面或实体造型（STL/SLA）格式。（5）集成有成形设备模型，如：液压压力机、锤锻机、螺旋压力机、机械压力机、轧机、摆碾机和用户自定义类型（如胀压成形）。（6）表面压力边界条件处理功能适用于解决胀压成型工艺模拟。（7）单步模具应力分析方便快捷，适用于多个变形体、组合模具、带有预应力环时的成形过程分析。（8）材料模型有弹性、刚塑性、热弹塑性、热刚粘塑性、粉末材料、刚性材料及自定义类型。（9）实体之间或实体内部的热交换分析既可以单独求解，也可以耦合在成形模拟中进行分析。（10）具有FLOWNET和点迹示踪、变形、云图、矢量图、力-行程曲线等后处理功能。（11）具有2D切片功能，可以显示工件或模具剖面结果。程序具有多联变形体处理能力，能够分析多个塑性工件和组合模具应力。（12）后处理中的镜面反射功能，为用户提供了高效处理具有对称面或周期对称面的机会，并且可以再后处理中显示整个模型。（13）自定义过程可用于计算流动应力、冲压系统响应、断裂判据和一些特别的处理要求，如：金属微结构、冷却速率、力学性能等[19]。