計(jì)算機(jī)在材料加工中的應(yīng)用

1、計(jì)算機(jī)在材料加工中的應(yīng)用摘要：本文介紹了計(jì)算機(jī)模擬在材料加工過程中的發(fā)展趨勢(shì)，它將為企業(yè)參與激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)并取得成功提供重要手段，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)必將在未來材料加工技術(shù)中起到舉足輕重的作用。關(guān)鍵詞：材料加工；計(jì)算機(jī)模擬；虛擬制造；Abstract：This paper has reviewed the developmental history and the important role of computer simulation of materials processing in manufacturing industry for current and proposed materi

2、als process applications as well as typical variables interrelate with specific process elements and the capability and payoff of process simulation for these same applications. Keywords：material process，computer simulation，virtual manufacture1 前言隨著時(shí)代的發(fā)展，世界制造業(yè)面臨市場(chǎng)開拓和技術(shù)發(fā)展兩大挑戰(zhàn)。高質(zhì)量、低成本、短周期的先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)的發(fā)

3、展方向，它的科學(xué)性、先進(jìn)性、正確性和敏捷性對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展非常重要。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一1-2。虛擬制造與實(shí)際制造有本質(zhì)區(qū)別，它是在計(jì)算機(jī)防真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持下，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn)等，是在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)將原材料變成產(chǎn)品的虛擬現(xiàn)實(shí)過程， 使得制造技術(shù)走出主要依賴于經(jīng)驗(yàn)的狹小天地，進(jìn)入全方位預(yù)測(cè)，力爭(zhēng)一次成功的新階段，從而縮短產(chǎn)品周期，減少費(fèi)用，提高質(zhì)量。材料加工是先進(jìn)制造技術(shù)中重要的組成，它的應(yīng)用涉及航空航天、汽車、石化、軍事等事關(guān)國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。在我國加入世貿(mào)組織之后，我國的制造業(yè)面臨更多更大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。材料加工與

4、以切削為主體的冷加工相比，其特點(diǎn)是: 從質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上，在保證零件尺寸形狀精度和表面質(zhì)量的同時(shí)，更注重保證零件和結(jié)構(gòu)內(nèi)部組織性能和完整性; 在產(chǎn)品和零件設(shè)計(jì)上， 更強(qiáng)調(diào)針對(duì)復(fù)雜型腔和曲面的能力; 在工藝過程中， 除了運(yùn)動(dòng)和外力作用等因素，還涉及溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)及內(nèi)部組織的變化; 生產(chǎn)環(huán)境惡劣，控制因素多樣。以上特點(diǎn)反映了材料加工過程對(duì)綜合自動(dòng)化和信息集成的需求和復(fù)雜性，因此，充分了解材料加工計(jì)算機(jī)模擬的重要性及其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于推動(dòng)我國制造業(yè)的科技進(jìn)步，縮短產(chǎn)品的開發(fā)和加工周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)，提高競(jìng)爭(zhēng)能力，真正體現(xiàn)高速、高效、高質(zhì)的制造優(yōu)勢(shì)，具有重要的意義。2計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)模

5、擬是制造業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。以有限元方法為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)是20 世紀(jì)技術(shù)發(fā)展的巨大成果，在工程物理科學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域都起著十分重要的作用。新材料、新工藝、新產(chǎn)品、高要求、高精度、低成本的現(xiàn)代制造模式要求深入了解和掌握材料成形機(jī)理、過程變化，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)過程顯現(xiàn)，開拓科學(xué)的工藝和設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)與制造。因此，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)以及以此為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究成為當(dāng)今和今后國內(nèi)研究的熱點(diǎn)。2. 1宏觀模擬向微觀模擬深入我們知道在工程中使用的金屬材料大多數(shù)為多晶材料，材料的微觀組織形態(tài)直接影響零件的機(jī)械性能和物理性能，所以選擇合理的加工工藝參數(shù)十分重要。材料加工過程微觀組織的計(jì)算機(jī)模擬由于具

6、有描述分子級(jí)尺寸水平的能力，這將對(duì)控制材料晶粒大小及分布，進(jìn)一步了解位錯(cuò)的產(chǎn)生和運(yùn)動(dòng)、晶界結(jié)構(gòu)、防止內(nèi)部空洞和微裂紋的萌生和擴(kuò)展等問題提供了新的方法3-4 ，將大大推動(dòng)材料微觀結(jié)構(gòu)研究的進(jìn)展，并對(duì)確定優(yōu)化材料加工的工步數(shù)和順序、熱處理方案十分有益。此外，在金屬成形過程中，適用的優(yōu)化準(zhǔn)則對(duì)材料最終的力學(xué)性能和微觀組織性能具有重要的影響，通過優(yōu)化坯料形狀或預(yù)成形模具形狀、模具速度使最終鍛件具有良好的尺寸精度、少無飛邊和所期望的微觀組織。為此，一方面要要研究合適的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量的選擇，包括影響終鍛件力學(xué)組織性能的狀態(tài)變量和過程變量，即形狀設(shè)計(jì)變量和速度設(shè)計(jì)變量。另一方面要研究和建立微觀組織優(yōu)化設(shè)計(jì)的目

7、標(biāo)函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)考慮晶粒尺寸大小及分布，再結(jié)晶晶粒尺寸、再結(jié)晶程度和無再結(jié)晶部分的晶粒尺寸及其體積分?jǐn)?shù)。2. 2高精度、高效三維有限元模擬近二十年間，以有限元法為核心的數(shù)值模擬技術(shù)在金屬塑性成形領(lǐng)域中應(yīng)用， 所采用的理論體系從小變形彈塑性有限元理論、剛-(粘)塑性有限元理論， 到現(xiàn)在的大變形彈-(粘)塑性有限元理論， 分析技術(shù)發(fā)展迅速， 逐漸趨于成熟。采用大變形彈-(粘)塑性有限元法分析金屬成形問題， 不僅能按照變形路徑得到塑性區(qū)的發(fā)展情況， 工件中的應(yīng)力、應(yīng)變的分布規(guī)律，以及幾何形狀的變化， 而且能有效地處理卸載， 計(jì)算殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)變， 從而可以分析和防止產(chǎn)品的缺陷等問題，符合金屬成形

8、對(duì)于精密化模擬分析的要求。目前，二維大變形彈-(粘)塑性有限元法模擬技術(shù)已日趨成熟，并已在工程中得到成功的應(yīng)用。但大變形彈- (粘)塑性有限元法是建立在有限變形理論基礎(chǔ)上的，需要對(duì)變形梯度進(jìn)行多次分解，從分析金屬成形過程的角度出發(fā)，計(jì)算工作量大，而金屬成形過程通常是在高溫下進(jìn)行的，工件在發(fā)生變形的同時(shí)伴隨有溫度的變化，因此，在分析金屬成形過程模擬中，還必須考慮溫度的影響，即進(jìn)行溫度場(chǎng)與變形場(chǎng)的耦合計(jì)算， 特別是工程中可以簡(jiǎn)化為二維分析的問題并不多，三維模擬是必然趨勢(shì)，三維問題分析在數(shù)學(xué)模型和圖形處理上的復(fù)雜程度大大增加，由此引起的計(jì)算量猛增， 比二維問題的計(jì)算量高出幾十倍甚至上百倍，這對(duì)于計(jì)算

9、機(jī)存儲(chǔ)量的要求也隨之增加。近年來， 由于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)值計(jì)算方法的不斷完善， 使三維問題的分析成為可能。一方面，人們?cè)谘芯刻岣哂?jì)算速度的方法，開發(fā)了大規(guī)模計(jì)算問題的并行計(jì)算方法( Parallel Computation) ，利用并行處理機(jī)中多CPU 可同時(shí)工作的特點(diǎn)，配以軟件編程中的并行處理方法，使計(jì)算速度大為加快，目前國際上許多商業(yè)軟件都推出了并行版，如ANSYS、MARC、LS-DYNA3D 等; 另一方面人們?cè)谘芯扛纳朴?jì)算方法，眾所周知，金屬成形過程中，坯料的變形特別大，若采用更新的拉格朗日法( Updated Lag rang ian Method) 進(jìn)行計(jì)算時(shí)10，

10、初始劃分的單元網(wǎng)格逐漸畸變，若將已經(jīng)畸變的網(wǎng)格形狀作為增量計(jì)算的參考構(gòu)形，將導(dǎo)致計(jì)算精度降低，甚至引起不收斂，為克服上述問題，通常當(dāng)網(wǎng)格畸變到一定程度后，必須停止計(jì)算，重新劃分適合于計(jì)算的網(wǎng)格，通過新舊網(wǎng)格間信息場(chǎng)量的插值傳遞，再繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，要完成一個(gè)成形問題的模擬，通常需要多次重劃網(wǎng)格，這將導(dǎo)致計(jì)算量的增加和由于多次插值帶來的計(jì)算精度的降低，因此，許多研究開發(fā)人員正致力于改進(jìn)三維網(wǎng)格重劃的自適應(yīng)能力和自動(dòng)化程度，改進(jìn)新舊網(wǎng)格間信息傳遞的插值方法，取得了可喜的進(jìn)展。同時(shí)，開發(fā)了ALE法( Arbitrary Lagrangian Eulerian Method) 和顯式解法( Explici

11、t Solution)11 ， 而ALE 法不再象Lagrangian公式中將網(wǎng)格固定在材料上，而是不依賴于材料的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，因此可控制網(wǎng)格的幾何形態(tài)，ALE 通過利用高階的技術(shù)不斷進(jìn)行網(wǎng)格重劃，從而避免上述問題，提高計(jì)算速度和精度，這對(duì)于為提高計(jì)算精度和效率而進(jìn)行的網(wǎng)格細(xì)劃十分有利，該方法已在MSC/ DYTRAN、Press Form 等軟件中得到成功的應(yīng)用，而顯式解法主要是為解決非線性問題隱式求解時(shí)為保證求解精度需反復(fù)迭代，使計(jì)算量猛增的問題，目前該方法已成功地應(yīng)用于LS-DYNA3D 中12。另外， 隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的迅速發(fā)展， 計(jì)算速度問題也將逐步得到解決。到目前為止，二維大體積金屬

12、成形過程有限元模擬技術(shù)已趨成熟，國內(nèi)外先后開發(fā)了許多商品軟件，這些軟件多適用于二維問題、偽三維問題及簡(jiǎn)單三維問題的分析。通過使用彈-塑性-實(shí)時(shí)響應(yīng)模型，可確定完整的應(yīng)力、應(yīng)變和撓曲變化狀況，殘余應(yīng)力也容易被計(jì)算。近年來，金屬成形工業(yè)對(duì)三維過程模擬提出了更高更精確的要求。對(duì)于處理復(fù)雜三維金屬塑性成形問題，雖然存在模具型腔幾何形狀描述、動(dòng)態(tài)邊界條件及網(wǎng)格重劃等技術(shù)難點(diǎn)5 ，隨著計(jì)算方法的完善和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，開發(fā)出使用便捷且適用范圍廣的三維有限元程序已成必然。一方面研究提高計(jì)算速度的方法，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)中多個(gè)CPU 可同時(shí)運(yùn)行的并行處理技術(shù)和軟件編程中的并行處理方法，開發(fā)大規(guī)模計(jì)算問題的并行計(jì)算

13、方法，從而大大提高計(jì)算效率;另一方面不斷完善計(jì)算方法，對(duì)于影響三維模擬精度的若干技術(shù)問題，如初始速度場(chǎng)的生成、摩擦邊界條件的處理、剛性區(qū)和塑性區(qū)的區(qū)分、縮減因子的確定、收斂準(zhǔn)則的選擇和熱力耦合等問題，在保證求解精度和效率的前提下，均可采用二維有限元模擬中相關(guān)的算法和處理技術(shù)。而模具型腔幾何形狀描述、動(dòng)態(tài)邊界條件及網(wǎng)格生成和重劃等技術(shù)難點(diǎn)與二維模擬相比有較大的區(qū)別，這些問題處理的正確與否將直接關(guān)系到模擬分析的可靠性和求解效率。因此，人們?cè)诓粩嗟貙で蠼鉀Q的方法。Cho等6為了解決復(fù)雜三維問題，采用考慮熱傳導(dǎo)的三維熱黏塑性有限元模型，將一個(gè)無法用解析式描述的任意復(fù)雜形狀的模具表面，通過Ferguso

14、n分片，用一個(gè)分片連續(xù)的形式給出，將被網(wǎng)格重構(gòu)的變形體分為表面自適應(yīng)層和中心區(qū)兩部分，提出一種基于體適應(yīng)映射法的三維網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)。所提出的網(wǎng)格重構(gòu)方法是以產(chǎn)生線性八節(jié)點(diǎn)六面體單元為基礎(chǔ)的。在表面自適應(yīng)層上自動(dòng)產(chǎn)生網(wǎng)格后，中心區(qū)通過體適應(yīng)映射法自動(dòng)生成網(wǎng)格，并對(duì)萬向節(jié)的熱鍛過程進(jìn)行了完整的模擬。此外，在計(jì)算機(jī)上處理三維金屬成形，還需進(jìn)一步提高模擬的可視化水平，擁有良好的用戶界面是非常重要的。隨著計(jì)算機(jī)裝載了三維圖形處理程序及計(jì)算速度和硬件水平的提高，可在前后處理中大量應(yīng)用可視化技術(shù)，用戶在二維屏幕上可直接觀看物體的三維圖形和數(shù)據(jù)。在金屬成形過程模擬中，可通過采用切片技術(shù)和鏡像顯示技術(shù)觀測(cè)物體某一

15、橫截面或整個(gè)結(jié)構(gòu)的變化情況，點(diǎn)跟蹤技術(shù)可使用戶了解在成形過程中原始材料上任意點(diǎn)的流動(dòng)情況，同時(shí)繪制這些點(diǎn)的過程參數(shù)變化曲線圖。2. 3單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)到多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)滲透金屬材料的成形通常在高溫下進(jìn)行，工件塑性成形是一個(gè)復(fù)雜的熱力學(xué)過程，受到應(yīng)力應(yīng)變分布不均勻、硬化和再結(jié)晶等因素的影響，而工件的形狀和尺寸精度及其內(nèi)部質(zhì)量和性能決定著產(chǎn)品質(zhì)量。熱處理過程作為材料加工中不可缺少的環(huán)節(jié)，是一個(gè)包含溫度、相變、應(yīng)力/應(yīng)變相互作用的復(fù)雜過程，是一個(gè)多機(jī)制綜合作用的過程。對(duì)其進(jìn)行組織性能預(yù)測(cè)的數(shù)值模擬，首先必須通過大量實(shí)驗(yàn)，使模擬技術(shù)建立在可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，將組織場(chǎng)-變形場(chǎng)-溫度場(chǎng)三

16、者進(jìn)行耦合計(jì)算，將成形過程與熱處理工藝的模擬與質(zhì)量控制相結(jié)合，使模擬結(jié)果更準(zhǔn)確。由此可作為參考對(duì)影響成形過程和熱處理工藝的各種工藝參數(shù)進(jìn)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的要求(高精度、高質(zhì)量、高效率)。2. 4虛擬制造系統(tǒng)的開發(fā)現(xiàn)代化制造加工業(yè)的目的應(yīng)是適應(yīng)全球市場(chǎng)需求， 目標(biāo)應(yīng)是應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低費(fèi)用產(chǎn)品生產(chǎn)。為適應(yīng)現(xiàn)代化制造業(yè)中要求柔性化、快捷、低成本及高質(zhì)量的要求，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)中互相借助彼此硬件和軟件技術(shù)，把最先進(jìn)的技術(shù)集中起來不失為一種好的解決方法。但這種集成與常規(guī)的集成技術(shù)不同，它是虛擬的，是一種并行工程思想與先進(jìn)制造技術(shù)的綜合體現(xiàn)。它主要包括: 1、

17、敏捷制造(AM) :利用“競(jìng)爭(zhēng)合作/合同”機(jī)制，發(fā)揮局部特長; 2、并行工程(CE) :實(shí)現(xiàn)同步設(shè)計(jì)、加工、核算和管理; 3、專家系統(tǒng)( ES) :實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域知識(shí)和復(fù)雜問題的評(píng)價(jià)和求解; 4、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及先進(jìn)的管理系統(tǒng)(NT-MS) :實(shí)現(xiàn)先進(jìn)集成技術(shù)的最快捷的手段。圖1 為虛擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖?；谔摂M系統(tǒng)的制造業(yè)，將是21 世紀(jì)市場(chǎng)上一種較好較快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的運(yùn)營方針，可大大減低新產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，最終使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。圖 1圖 1虛擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2. 5反向設(shè)計(jì)技術(shù)與專家系統(tǒng)在某一給定的成形工藝中， 最終產(chǎn)品的材料狀態(tài)和幾何形狀取決于諸多工藝參數(shù)( 加載條件、模腔形狀、

18、模具潤滑條件、初始坯料幾何尺寸等) ， 若考慮某些工藝參數(shù)固定不變， 則通過對(duì)另一些工藝參數(shù)的反復(fù)模擬和修改， 以得到所希望得到的最終產(chǎn)品的材料狀態(tài)和幾何尺寸， 成形工藝的設(shè)計(jì)可認(rèn)為是對(duì)于初始坯料和隨后的各預(yù)成形坯及模具的設(shè)計(jì)， 但這種反復(fù)迭代的方法需要花費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間是極不經(jīng)濟(jì)的。八十年代中，S. Kobayashi 等系統(tǒng)研究了這一問題， 提出了反向模擬技術(shù)( Backward Tracing Technique) ，即從一給定的最終形態(tài)， 沿著相反的加載路徑， 反向模擬實(shí)際的工藝過程，該方法為工藝設(shè)計(jì)開辟了新途徑。近十年來，反向模擬技術(shù)得到了一定的進(jìn)展和應(yīng)用，但始終沒取得突破性進(jìn)展，其

19、主要原因是從最終形態(tài)反向模擬時(shí)，無法給定初始場(chǎng)量，因此獲得的初始毛坯設(shè)計(jì)在理論上存在缺陷，無法估計(jì)設(shè)計(jì)所帶來的誤差。近年來， 工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化的技術(shù)取得了新的進(jìn)展，提出了敏感性分析( Sensitivity Analysis) 的反向設(shè)計(jì)方法( Inverse Method) ，該方法將預(yù)成形設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)問題處理為優(yōu)化問題， 用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，將優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)定義為一組給定設(shè)計(jì)變量中所希望的最終狀態(tài)和數(shù)值計(jì)算狀態(tài)之間的誤差的某種度量，敏感性分析是一種廣泛用于計(jì)算目標(biāo)函數(shù)梯度的方法，由于所求解的問題高度非線性并具有歷史依賴性， 因此，最適合應(yīng)用直接差分法( Direct Differ

20、entiation Method) ， 控制方程直接由敏感性場(chǎng)的場(chǎng)量公式差分得到。該方法已成功地應(yīng)用于坯料和模具形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。另外，在材料加工領(lǐng)域中，許多設(shè)備和工藝問題主要還是利用已經(jīng)總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式和參數(shù)， 加上仍存在于專家頭腦中的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來解決。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的運(yùn)用往往多于數(shù)學(xué)分析運(yùn)算，且很有效，因此，如何充分發(fā)揮這些知識(shí)的作用，充分利用這一資源，具有非常重要的意義。專家系統(tǒng)就是很好的解決方法，它利用知識(shí)的顯式表示、事實(shí)和推理技術(shù)，以解決通常需要專家才能解決的問題。一個(gè)典型的專家系統(tǒng)包括: 知識(shí)獲取的裝置，收集專家們?cè)谠擃I(lǐng)域的規(guī)則和知識(shí)，這一裝置也包括規(guī)則編輯器，允許用戶改進(jìn)

21、現(xiàn)有規(guī)則和增加新的規(guī)則; 存儲(chǔ)事實(shí)和規(guī)則的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫通?？膳c其它數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)合；一個(gè)推理機(jī)，以確定如何應(yīng)用知識(shí)規(guī)則來解決問題：一個(gè)用戶界面， 以允許非專家的用戶使用該系統(tǒng)來解決特殊問題。該方法正廣泛應(yīng)用于材料加工的工藝設(shè)計(jì)中。2. 6新模擬技術(shù)開發(fā)數(shù)值分析的巨大成果是有限元方法。但是，當(dāng)網(wǎng)格高度畸變時(shí)，這種以單元作為基本概念的方法卻有許多難以處理的問題，主要原因是網(wǎng)格的存在妨礙了處理與原始網(wǎng)格線不一致的不連續(xù)性和大變形。在處理這類問題時(shí)，有限元法通常采用網(wǎng)格重構(gòu)，但這樣不僅計(jì)算費(fèi)用昂貴，而且會(huì)使計(jì)算精度受損13。為解決上述問題，近年來，一種新的無網(wǎng)格數(shù)值方法正在迅速發(fā)展。無網(wǎng)格方法將連續(xù)

22、體離散為有限數(shù)目的質(zhì)點(diǎn)，位移場(chǎng)函數(shù)在沒有明顯網(wǎng)格的情況下通過這些質(zhì)點(diǎn)的插值得到，該方法僅采用基于點(diǎn)的近似，而不需要節(jié)點(diǎn)的連續(xù)信息，不僅避免了繁瑣的單元網(wǎng)格生成，而且提供了連續(xù)性好、形式靈活的場(chǎng)函數(shù)，具有前后處理簡(jiǎn)單、精度高等方面的優(yōu)點(diǎn)。在處理彈塑性、裂紋擴(kuò)展、移動(dòng)界面、高速碰撞以及具有大變形特征的工業(yè)成形問題時(shí)具有重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。無網(wǎng)格方法以其在場(chǎng)函數(shù)近似、局部特征描述等方面特有的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的研究?jī)r(jià)值。3結(jié)語先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)賴以生存、國民經(jīng)濟(jì)得以發(fā)展的主體技術(shù)，以制造技術(shù)為焦點(diǎn)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)已在全球展開。計(jì)算

23、機(jī)模擬技術(shù)使制造技術(shù)走出從前主要依賴于經(jīng)驗(yàn)的狹小天地，進(jìn)入全方位預(yù)測(cè)，力爭(zhēng)一次成功的新階段，從而實(shí)現(xiàn)有效的現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)和迅速的新產(chǎn)品開發(fā)。隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的不斷完善發(fā)展，它將繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)后成為21 世紀(jì)材料加工技術(shù)的又一技術(shù)支撐環(huán)境。參考文獻(xiàn):1Aliheimer W E ， Shahinpoor M， Stanton S L. Virtual Manufacturing R . Al bupuerpue ， New Mexico. USA ， 1995.2Hatamura Y， Nagao TMitsuishi . A fundamental structure for IM.

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