前 言

材料成形數值模擬技術在工業發達國家已得到較為廣泛的認同與應用，它為材料成形方案制定、工模具設計、工藝參數優化、產品質量控制等方法和手段的變革帶來意義深遠的影響。設計人員和工藝人員可借助計算機平臺仿真和預測材料成形過程中潛在的各種問題，及時修改和優化設計，以減少物理試驗次數，縮短工模具開發周期，降低產品生產成本。

由于材料成形數值模擬技術涉及的學科領域較多，對專業綜合基礎理論及其應用的要求較高，所以，《材料成形過程數值模擬》或類似課程原來只面向研究生開設。然而，基于市場競爭加劇和勞動力成本壓力，迫使部分企業開始逐漸重視本科畢業生掌握CAE技術的能力。但由于起步較晚、知識點較多、教學難度較大，以及過于偏重理論與數學公式推導等諸多因素，造成《材料成形過程數值模擬》或類似教材的內容不能很好地滿足當前本科教學需要。考慮到本科層面的《材料成形過程數值模擬》教學主要是《材料成形CAD/CAE/CAM基礎》或類似課程的延伸，且絕大多數高校將其作為專業選修（必選或任選）課對待，因此，本書在內容編排上，側重于將學習材料成形過程數值模擬必須的基礎理論與實用的專業知識及專業技能有機地結合，舍去過多的理論闡述和數學公式推導，為每一章增加若干可以舉一反三的應用實例，使本科學生能夠在較短的時間內，了解支撐材料成形數值模擬應用的基礎理論與相關技術，初步熟悉借助CAE方法解決實際問題的基本思路及其過程，配合必要的上機實驗，掌握1～2款主流CAE軟件操作，為后續畢業設計和今后參加工作奠定某些基礎。

本書共分7章，其中，第1章介紹材料成形過程數值模擬的基本概念、工程意義、應用現狀及其發展趨勢；第2章主要介紹有限元法和有限差分法的入門知識，以及應用數值方法模擬材料成形的若干技術問題；第3～7章則重點介紹數值模擬技術在金屬鑄造成形、沖壓成形、鍛壓成形和焊接成形以及塑料注射成形中的應用，包括相關理論、數值方法、實現過程、應用案例等內容。為方便讀者自學，在每一章后附有復習思考題。

本次再版主要修正了第1版中發現的問題，增添了一些新內容（例如第1章中的材料成形數值模擬發展趨勢和第2章中的控制體積法簡介），替換了部分數值模擬主流軟件簡介（例如第4、5、6、7章），統一了各章的編寫風格（例如第4章中的概述），精簡了個別章節的內容（例如第7章的7.4.1.1小節），改寫了第5章的部分應用案例。

本書由西華大學材料科學與工程學院的傅建負責修編第1、2、5、7章并統稿，肖兵負責修編第3、4、6章。鑒于筆者水平有限，書中難免有不當之處，敬請讀者和同行批評指正。

編　者　

2018年10月