塑性加工過程模擬(simulation of metal-forming process)
使用能夠再現金屬塑性加工過程或其中物理現象的重要特徵的某種客體代替真實過程或現象,以對塑性加工過程或其中物理現象進行研究的方法。被代替的真實過程或物理現象稱為原型;用以代替原型的客體稱為模型。
塑性加工過程模擬可以用能再現原型的幾何、物理、動力和功能等特徵的實體模型實現,稱為實體模擬;也可以藉助於描述被模擬客體特徵的數學表達式、圖表、結構框圖、算法或電腦程式等抽象模型實現,這樣的模擬則稱為抽象模擬。
實體模擬可以用物理本質與原型相同的模型,這樣的模擬稱為物理實體模擬,簡稱物理模擬;也可以用物理本質與原型不同、但由與原型相同的數學關係描述的實體模型,這樣的模擬稱為數學實體模擬,簡稱數學模擬;藉助於用數學符號對過程或物理現象的重要特徵的描述(稱為數學模型)進行的抽象模擬,是廣義的數學模擬;而藉助於數值計算法進行的數學模擬稱為數值模擬。隨著計算機功能的發展,近代模擬往往用電子計算機來實現,稱為計算機模擬。
在計算機模擬中用連續量或模擬式計算機進行的模擬,稱為連續模擬,也叫做模擬式模擬;用離散量或數字式計算機進行的模擬稱為離散模擬,也叫做數字式模擬;同時使用連續量和離散量的模擬,稱為混合式模擬。計算機模擬可以是實體模擬也可以是數學模擬。連續模擬的優點是適合於模擬參量變化速度快、各量之間有複雜的非線性關係的情況;缺點是精度較低、專用性強。離散模擬的優點是精度高、無漂移、有判決功能。?昆合式模擬則兼有以上兩者的優點。
模擬是科學研究的重要方法。實質上任何一種科學研究方法—無論是理論方法(這時用各類符號的抽象模型)、還是實驗方法(這時用實體模型),都以模擬為基礎。
用塑性加工過程模擬可以實現的功能很多,例如揭示塑性加工過程或其中物理現象的本質,建立變形、力能參數和溫度等的函式關係,制定最佳工藝過程和工藝制度,設計最佳設備結構和參數,代替試生產或試運轉以便在正式生產或運轉前發現可能出現的問題,培訓操作人員等等。
用模擬來代替對真實的塑性加工過程或其中的物理現象進行研究有許多優點,比如節省研究費用和消耗,不打亂正常生產過程,可以靈活地控制和調節影響因素及其變化,準確測量試驗數據,等等。