前 言

材料成形数值模拟技术在工业发达国家已得到较为广泛的认同与应用，它为材料成形方案制定、工模具设计、工艺参数优化、产品质量控制等方法和手段的变革带来意义深远的影响。设计人员和工艺人员可借助计算机平台仿真和预测材料成形过程中潜在的各种问题，及时修改和优化设计，以减少物理试验次数，缩短工模具开发周期，降低产品生产成本。

由于材料成形数值模拟技术涉及的学科领域较多，对专业综合基础理论及其应用的要求较高，所以，《材料成形过程数值模拟》或类似课程原来只面向研究生开设。然而，基于市场竞争加剧和劳动力成本压力，迫使部分企业开始逐渐重视本科毕业生掌握CAE技术的能力。但由于起步较晚、知识点较多、教学难度较大，以及过于偏重理论与数学公式推导等诸多因素，造成《材料成形过程数值模拟》或类似教材的内容不能很好地满足当前本科教学需要。考虑到本科层面的《材料成形过程数值模拟》教学主要是《材料成形CAD/CAE/CAM基础》或类似课程的延伸，且绝大多数高校将其作为专业选修（必选或任选）课对待，因此，本书在内容编排上，侧重于将学习材料成形过程数值模拟必须的基础理论与实用的专业知识及专业技能有机地结合，舍去过多的理论阐述和数学公式推导，为每一章增加若干可以举一反三的应用实例，使本科学生能够在较短的时间内，了解支撑材料成形数值模拟应用的基础理论与相关技术，初步熟悉借助CAE方法解决实际问题的基本思路及其过程，配合必要的上机实验，掌握1～2款主流CAE软件操作，为后续毕业设计和今后参加工作奠定某些基础。

本书共分7章，其中，第1章介绍材料成形过程数值模拟的基本概念、工程意义、应用现状及其发展趋势；第2章主要介绍有限元法和有限差分法的入门知识，以及应用数值方法模拟材料成形的若干技术问题；第3～7章则重点介绍数值模拟技术在金属铸造成形、冲压成形、锻压成形和焊接成形以及塑料注射成形中的应用，包括相关理论、数值方法、实现过程、应用案例等内容。为方便读者自学，在每一章后附有复习思考题。

本次再版主要修正了第1版中发现的问题，增添了一些新内容（例如第1章中的材料成形数值模拟发展趋势和第2章中的控制体积法简介），替换了部分数值模拟主流软件简介（例如第4、5、6、7章），统一了各章的编写风格（例如第4章中的概述），精简了个别章节的内容（例如第7章的7.4.1.1小节），改写了第5章的部分应用案例。

本书由西华大学材料科学与工程学院的傅建负责修编第1、2、5、7章并统稿，肖兵负责修编第3、4、6章。鉴于笔者水平有限，书中难免有不当之处，敬请读者和同行批评指正。

编　者　

2018年10月