DEFORM-3D有限元铝合金拔长变形过程应变场分布的研究(7)
3.4 DEFORM-3D软件的模块结构
成形过程仿真系统的建立，就是将弹塑性有限元理论、刚塑性成型工艺学、计算机图形处理技术等相关理论和技术进行有机结合的过程。DEFORM-3D软件的模块结构是由前处理器、模拟处理器和后处理器三大模块组成[20]。前处理器包括三个子模块：（1）数据输入模块，便于数据的交互式输入，如：初始速度场、温度场、边界条件、冲头行程以及摩擦系数等初始条件；（2）网格的自动划分与自动再划分；（3）数据传递模块，当网格重划分后，能够在新旧网格之间实现应力、应变、速度场、边界条件等数据的传递，从而保证计算的连续性。这三个模块主要完成以下功能：度场、边界条件等数据的传递，从而保证计算的连续性。这三个模块主要完成以下功能：（1）用户交互界面；（2）力学模型的建立与离散化（包括变形体与模型）；（3）初、边值条件的提法；（4）材料模型的确定；（5）数据交换接口。
力学模型的建立与离散化以及初、边值条件的提法是前处理器的关键。DEFORM软件充分考虑到用户交互界面中交互方式的友好性，设计出便于用户理解仿真过程并能实时地监控仿真过程的前置处理器[20]。
材料模型的确定主要包括：按照既定的弹塑性、弹粘塑性、刚塑性、刚粘塑性模型输入相应的热、物性参数；根据用户提供的试验曲线及数据，软件系统自动进行拟合及转化成仿真所需的模型和参数。
数据交换接口为用户提供与其他图形系统的数据和几何信息的交流途径，目前DEFORM-3D软件不具备实体造型能力，但它提供一些通用的CAD软件数据接口，如IGES、STL、UNV接口进行转换。
真正的有限元分析过程是在模拟处理器中完成的。DEFORM运行时，首先通过有限元离散化将平衡方程、本构关系和边界条件转化为非线形方程组，然后通过直接迭代法和Newton-Raphson法进行求解，求解的结果以二进制的形式进行保存，用户可在后处理器中获取所需要的结果。
DEFORM软件的后处理器主要是对有限元计算产生的大量数据进行解释，用于显示计算结果，结果可以是图形形式，也可以是数字、文字混编的形式，获取的结果可为每一步的有限元网格；等效应力、等效应变以及破坏程序的等高线和等色图；速度场；压力行程曲线等。此外用户还可以列点进行跟踪，对个别点的轨迹，应力、应变、破坏程序进行跟踪观察，并可根据需要抽取数据。
4铝合金拔长变形过程应变场分布的研究
4.1 引言
铝合金因具有质量轻、强度高、加工性好、可焊接和耐腐蚀等优良性能而备受工业界的青睐。作为一种很重要的结构材料，其室温的力学性能数据可从相关资料和手册中查到，但其塑性变形时的流变应力、变形特征和成形性指标等还缺乏深入的了解，因此需要对铝拔长变形过程的应变场分布进行统计研究。
本次课题中引入了数值模拟、网格法分别对铝合金拔长变形过程应变场分布进行模拟和实验的研究。用实验法研究铝合金应力应变分布时，由于精度有限，只能采取较少的网格分布，另外，随着压下量的不断增大易造成滑移，使数据的统计造成误差。与实验研究相比，有限元模拟技术为我们很好得提供了铝合金在压下过程中全方位的应力应变信息，而且还能具体地描绘应力场、应变场等信息。因此,采用有限元模拟技术来研究应力应变场的分布情况，更为方便快捷，同时可以节省大量的材料和人工操作的时间，最为主要的一点是整个模拟实验更具直观性，有利于分析，且能更好更快的进行细致准确的分析研究,得出最佳实验方案。