产品虚拟设计中的材料显微组织模型设计

传统制造业中新材料或新产品的产生往往要经历反复尝试的过程，这种迂回的研制方式耗时耗材。如果通过计算机预先仿真设计出材料的组分或显微结构，则可能为材料提供性能预报，这无疑对材料开发、制备和应用起到明显加速作用。“虚拟制造技术”这一先进制造技术的诞生，明确指出了计算机仿真材料设计的重要地位和广阔前景。 目前，显微结构层次上的材料设计远落后于原子－电子尺度和宏观层次设计取得的进展, 尤其国内极少见到对材料进行显微结构层次模拟和设计的研究报道。然而，由于显微组织与性能之间具有直接对应关系，显微结构虚拟设计是材料虚拟制造技术中的必备环节，在材料研制中占有相当重要的地位，极有必要加强这方面的研究和尝试。 材料的计算机仿真设计可以归属产品虚拟设计和制造的研究领域，而产生显微组织的可视化计算机图形技术则是虚拟现实技术中的一种。本文即利用此技术设计一系列显微组织模型，初步探索显微结构层次上材料设计的新途径，并可望对材料及其制备工艺的优化起到一定预测和指导作用。