【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据。
（四）新模拟技术的研发
对于单一的材料加工来说，计算机模拟所包含的相关参数、物理量、数据、设计工序等比较简单，产品的质量可以得到有效保障。近年来，材料加工过程的计算机模拟已经朝着集成化、系统化发展，可以对材料加工的环境进行分析、对相关数据和大小进行高效化管理，同时，根据相关加工要求和设计需要，得出最优化的方案，使产品的生产质量和使用性能得到最大化提高。随着社会需求不断变化，制造业所需要生产的产品结构变得越来越复杂，新模拟技术的研发已成为了材料加工过程计算机技术应用的未来发展趋势，尤其是近来出现的一种新的无网格数值方法的发展，使函数变得更加连续、灵活，大大提高了计算机模拟处理相关问题的工作效率，保证了产品加工的精度，给制造业未来长远发展指明了发展方向。
随着计算机技术的不断推广，不断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，才能保证企业生产力，促进企业可持续发展。
参考文献：
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[4]马付建.超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D].大连理工大学，2013.
作者简介：
房园（1993-），本科在读，大连理工大学，材料成型及控制工程专业
倪宇飞（1993-），本科在读，大连理工大学，电气工程及其自动化专业
高星（1993-），本科在读，大连理工大学，金属材料工程专业
丁长强（1995-），本科在读，大连理工大学，电气工程及其自动化专业