材料加工过程计算机模拟的现状与未来

【摘 要】随着经济全球化发展趋势不断加剧，制造业面临极大的市场挑战，以不断提高制造加工技术水平，促进加工技术改革和创新。现代发展中，制造业正向着高质量、低成本和高效率方向发展，符合社会发展需求，有利于提高人们的生活水平，推动世界经济长远发展。本文就材料加工过程计算机模拟的现状进行分析，提出材料加工过程计算机模拟的未来发展趋势，以促进材料加工技术的集成化、数字化和现代化发展。

【关键词】材料加工；计算机模拟；现状；未来发展

在我国市场经济产业中，制造业占据着重要地位，与我国综合国力提升有着密切联系。对材料加工过程计算机模拟的现状进行分析研究，可以充分了解现代制造技术的发展情况，有利于推动制造技术进步，促进我国材料加工技术未来发展与国际接轨。

一、材料加工过程计算机模拟的现状

现代化建设中，计算机模拟技术在材料加工的应用，成为了先进制造技术的额重要标志，使材料加工技术不断创新，对于提高制造技术水平发挥着重要作用。一般情况下，材料加工主要是指钢材、铸铁和铝合金等材料的加工，通过锻造、焊接和铸造加工等加工方法生产成所需产品，以保证企业的生产量。在进行材料加工产品的检测时，要对形状精度、结构情况、曲面和表面质量等严格检查，由于产品质量受到温度、加工技术、工序和生产环境等因素的影响，因此，材料加工产品质量的有效控制具有一定难度。

由于制造系统具有复杂、繁多的组成结构，因此，制造业具有多样性、复杂性和长期性，其中，包括产品设计、市场定位、产品生产、产品销售等，与企业经济效益不断增长有着密切联系。所以，材料加工过程的计算机模拟，是制造业不断发展的产物，根据材料加工的实际情况，设计合适的加工工序，提高企业生产力，使制造业生产加工技术得到不断优化。

在实际制造过程中，计算机技术的广泛运用，可以按照生产要求和客户需求，对产品进行设计、工艺规划、性能分析等，从而实现材料加工的虚拟化生产，使产品的研发时间减少、成本降低、生产周期变短，给材料加工产品生产质量不断提高提供可靠保障。在制造业的未来发展中，材料加工过程计算机模拟将成为重要研究对象和发展方向，对于推动材料加工技术不断创新具有重要影响。

二、材料加工过程计算机模拟的未来发展趋势

材料加工已经逐渐从宏观模拟向着微观模拟方向发展，进一步了解材料结构的微型结构，才可以确定更有效的加工工序，提高材料加工产品质量，促进产品数量不断增长，推动企业经济效益不断提升。因此，新世纪的制造业发展中，材料加工过程计算机模拟的未来发展趋势有如下几个方面：

(一)高精度和高效的三维有限元模拟

现代化建设中，制造业产品所需的生产加工技术要求越来越高，以有限元法作为素质模拟技术的核心，可以对产品的生产工艺、生产过程所受的应力、等，进行详细分析，还可以对产品进行快速的卸载和重装，计算出产品成型后的性能和使用效果，从而避免质量问题和使用安全问题出现，给企业长远发展提供了可靠保障。但是，实际制作加工过程中，运用二维进行材料生产过程的全面分析，已经不能满足计算量大、数据繁多、变化速度快等情况，使三维模拟分析成为了必然发展趋势。随着计算机运行速度和并行计算模式等方面的不断研发，高精度和高效的三维有限元模拟在材料加工过程中得到了应用，并推出相关软件，如A NSYS和LS-DYNA3D等，使计算机的运行速度和计算精度得到了很大提高，给材料加工技术水平不断提升提供了可靠保障。

(二)建立复杂、综合的模拟系统

在产品加工成形的过程中，需要按照生产要求和市场需求对产品进行相关参数设置，以满足产品成形后的各种形态和规格，反向模拟技术的运用，使材料加工设计变得更加方便和快捷，以及敏感性分析方法的应用，使产品设计得到不断优化。因此，建立复杂、综合的模拟系统，可以解决材料加工中存在很多问题，在材料的锻造、焊接、热处理等操作过程中，掌控全面的影响因素，对温度、晶粒变化、变形量、工具形状等进行及时调整，并建立相关数学模型，便于更好的进行材料加工过程的研究，提高计算机模拟的可靠性和准确性。

(三)材料微观模拟技术

在进行成分较多的材料加工时，需要根据加工工艺选择合适的加工工具和设置相对应的工艺参数，以保证加工产品的生产质量，提高产品的适用性。一般情况下，相关工艺参数的控制主要是指材料流动的顺序、热处理条件和产品保质方法等，因此，需要运用计算机技术进行材料加工的微观模拟，防止材料内部出现裂缝、变质等情况，从而保证加工产品的生产质量。在实际生产加工中，运用材料微观模拟技术，可以对材料的分子结构、晶体结构等进行分析，了解螺旋位错源结构、堆积-阻碍结构、界面结构等，并结合动力学知识进行研究，给材料加工过程计算机模拟的深入研究提供了有利依