1.3 DEFORM软件简介

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了SFTC公司（Scientific Forming Technologies Co.），并推出了DEFORM-3D软件。DEFORM-3D是集成了原料、成形、热处理和切削加工的软件。

DEFORM的理论基础是经过修正的拉格朗日定理，属于刚塑性有限元法，其材料模型包括刚性材料模型、塑性材料模型、多孔材料模型和弹性材料模型。DEFORM还提供了三种迭代计算法：Newton-Raphson（牛顿-拉夫森法）、Direct（直接迭代法）和Explicit（显式算法），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，包含了许多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、晶粒长大数据、材料硬化数据和破坏数据。

DEFORM软件主要应用在金属体积成形的分析上，包括挤压、镦粗、锻造、轧制、弯曲等金属加工过程，允许自定义材料模型、压力模型、断裂准则、边界条件、有限元网格数和网格大小，必要时还可以进行局部细化。通过模拟可以提供金属流变的应力场、应变场、速度场和温度场，另外，该软件还可以对淬火，退火、正火、回火蠕变等过程进行热传导耦合分析。

DEFORM主要由三个模块构成：前处理器、求解器和后处理器。

前处理器的主要功能是调入模拟几何数据，设定模拟环境，划分有限元网格，选择物体材料，设定模拟控制参数，选择求解器和迭代方法。前处理器的设置直观重要，直接关系到模拟能否顺利进行，以及模拟结果的真实性和可靠性。求解器是有限元数值模拟计算的核心模块，DEFORM-3D软件模拟计算时，首先通过有限元离散化将几何方程、运动方程、本构方程、屈服条件和边界条件转化为非线性方程组，然后通过求解器进行迭代求解。后处理器主要作用是通过图片、曲线或数字的形式显示模拟结果，在后处理器中能够提供以下模拟结果：变形过程的载荷曲线、试样每一步的变形情况。还可以以等值线或云图的形式显示试样变形过程中每一步应力、应变、应变速率的大小和分布。