高分子材料加工计算机模拟第一章 前言
高分子材料与工程：懂计算机的艺术家
高分子材料与工程：懂计算机的艺术家1. 引言1.1 高分子材料的定义高分子材料是一种由大量重复单元组成的材料，其中的单元分子通过共价键或离子键等化学键相互连接。
这些单元分子被称为聚合物，是高分子材料的基本组成单位。
高分子材料通常具有较高的分子量和较长的分子链，同时还具有良好的机械性能、化学稳定性和热稳定性。
高分子材料广泛应用于各个领域，包括塑料、橡胶、纤维、涂料等，也是生物材料和功能材料的重要组成部分。
由于其独特的结构和性能，高分子材料在工程领域中具有广泛的应用前景。
1.2 计算机在高分子材料领域的应用计算机在高分子材料领域的应用日益广泛，其能够提供高效、精确的计算和模拟工具，为高分子材料的设计和开发提供了新的途径。
计算机在高分子材料领域的应用主要包括分子模拟、分子动力学模拟、量子化学计算和人工智能技术。
计算机模拟在高分子材料设计中扮演着重要角色。
通过模拟分子之间的相互作用，可以精确地预测材料的性质、结构和性能。
计算机模拟可以帮助研究人员理解材料背后的物理和化学过程，指导新材料的设计和合成。
随着分子动力学模拟技术的发展与应用，研究人员可以通过模拟高分子材料在原子级别上的运动和相互作用，研究材料的力学性能、热学性质和结构演变规律。
这种基于计算机的模拟方法为高分子材料的设计和优化提供了重要工具。
计算机技术为高分子材料工程带来了新的思路和方法，大大加速了材料的研发进程。
通过不断探索和应用计算机技术，高分子材料工程领域也将迎来更多创新和突破。
2. 正文2.1 高分子材料的种类与特性高分子材料是一类由大量重复单元组成的材料，通常具有高分子量、强度高、耐磨性好等特点。
根据其结构和合成方式的不同，高分子材料可以分为线性高分子、交联高分子、支化高分子等几种不同的类型。
线性高分子是由简单的重复单元按照特定的顺序排列而成，比如聚乙烯、聚丙烯等。
这类高分子材料具有较好的延展性和柔软性，但是相对比较脆弱，容易受到外界环境的影响而发生变化。
计算机在高分子材料中的应用上机1
2.2.2 打开已有的图形
下拉菜单：[File][Open…] 工具栏： [Standard Toolbar][Open] 命令行：OPEN(Ctrl+O) 只读方式打开：文件的任何改动不能保存在原来的文件里， 只能用另外的名字存盘。 局部打开：使用户能灵活快速地打开图形文件。
F8, 切换打开/关闭正交状态(ortho mode), Ortho命令 和按钮 F9, 切换打开/关闭网点捕捉状态(Snap and Grid), Snap命令和按钮 F10, 切换打开/关闭自动跟踪状态(Auto Tracking), Polar按钮 F11, 切换打开/关闭对象捕捉跟踪状态(Object Snap Tracking), Otrack按钮
选择二维多段线: 8 条直线已被圆角
2.3.4 保存图形
将绘好的平面图形保存下来，可用SAVE、SAVE AS等命 令将图形存盘。
2.3.5 出图
1. 2. 3.
4.
5. 6.
输入PLOT命令。 选取所接的打印设备。 点取Additional parameter区域的[WINDOWS∙∙∙]按钮,选取 [Point pick]按钮, 选取绘图范围. 点取Paper size and orientation, 选取长度单位, 图纸大小， 比例等。 点取Plot preview区域的Full，点取preview进行绘图预演。 绘图。
1. AutoCAD基础知识
1.1 AutoCAD 概述
AutoCAD 是美国Autodesk 公司推出的，目前国内 外最受欢迎的微机CAD软件包。经过若干次重大的 修改，版本不断更新、功能越来越强并日趋完善。 现在它是能完成三维设计，真实感显示及通用数据 库管理为一体的通用微机辅助设计软件包。它与 3DSMAX、Renderstar、photoshop、solidworks等 渲染软件可以作出具有真实感的三维透视动画。对 广大工程设计人员和大、中专院校的师生来说，掌 握AutoCAD是通向专业化应用的必经之路。
计算机在高分子材料中的应用上机1
5
1.1 AutoCAD的主要特点
1. 使用方便
交互式绘图；在命令行中提示下一步操作
2. 功能强大
可绘制复杂形状机件的工程图形；编辑修改 和尺寸标注；精确绘图
3. 系统开放
对菜单、工具栏、可固定窗囗进行调整；自
定义绘图内容；AutoLISP等程序语言进行二 次开发；通过DXF等格式与其它软件进行数 据交换。
(3) 在＜＞中的选项为默认值。
2021/5/18
25
1.5.6 命令的重复、撤销与重做
1. 重复命令
按Enter键；空格键；绘图区域中单击鼠标右键
2. 消命令
命令行：undo(或u) 工具栏： “Ctrl+Z”
3. 恢复命令
命令行：mredo(或u) 工具栏： “Ctrl+Y”
2021/5/18
1.5.1 新建和打开图形文件
1. 建立新图形 (1) 命令激活形式
命令行：NEW 菜单栏：文件→新建 “标准”工具栏：
2021/5/18
17
(2) 操作步骤
打开：新建一个由样板打开的绘图文件 无样板打开－英制（I） 无样板打开－公制（M）
2021/5/18
18
2. 使用向导等建立新图形 (1) 改变系统变量“startup”设置
2021/5/18
15
1.4.6 状态栏
界面的最下方是状态栏，用来显示AutoCAD当前的状态。状态栏 最左端数值显示的是当前十字光标所处位置的坐标值。状态栏中部 是绘图辅助工具的切换按钮。状栏右端包括比例选择按钮、工具栏 ／窗囗位置锁定按钮、全屏显示按钮等。
2021/5/18
16
1.5 基本操作指令
1. AutoCAD绘图基础；绘制与编辑二维图 形对象。
高分子材料与工程专业本科生计算机课程的教学和实践
高分子材料与工程专业本科生计算机课程的教学和实践高分子材料与工程专业本科生计算机课程的教学和实践1. 引言在当今信息技术高度发达的时代，计算机是不可或缺的工具。
对于高分子材料与工程专业的本科生来说，学习计算机课程具有重要的意义。
本文将探讨高分子材料与工程专业本科生计算机课程的教学和实践，旨在帮助学生更好地应用计算机技术于高分子材料研究与工程实践中。
2. 重要性和需求2.1 计算机在高分子材料领域的应用高分子材料涉及大量的数据处理、模拟和设计计算。
计算机技术的应用可以提高研究和工程实践的效率，缩短研发周期，并且能够实现对材料性能的准确预测。
2.2 本科生对计算机技术的需求作为高分子材料与工程专业的本科生，具备计算机技术的应用能力对于他们未来的学习和就业具有重要意义。
无论是进行科学研究还是工程设计，计算机技术都是必不可少的工具。
3. 计算机课程设计和内容3.1 课程设置针对高分子材料与工程专业本科生的特点和需求，计算机课程的设计应包括基础部分和应用部分。
基础部分主要包括计算机硬件、操作系统、网络和数据结构等基本知识；应用部分则涵盖了高分子材料建模、计算机辅助设计和数据分析等相关内容。
3.2 课程内容高分子材料与工程专业本科生的计算机课程应当注重实践和项目导向。
课程内容可以包括以下几个方面：3.2.1 编程语言和软件工具的学习学习一门编程语言（如Python）和相关的软件工具（如Matlab）是进行高分子材料计算模拟和数据处理的基础。
通过掌握这些工具，学生可以编写程序实现对高分子材料性能和结构的计算和分析。
3.2.2 高分子材料建模和模拟高分子材料的建模和模拟是利用计算机技术进行研究和设计的重要手段。
通过学习相关的理论和方法，加上实际的编程实践，学生可以掌握高分子材料建模和模拟的基本原理和方法。
3.2.3 计算机辅助设计与数据分析在高分子材料的工程实践中，计算机辅助设计和数据分析是不可或缺的环节。
学生需掌握相关软件工具（如Autodesk Moldflow、ANSYS等）的使用方法，能够进行高分子材料的工程设计和数据处理。
讲义ch03高分子科学中的计算机模拟
第三章高分子科学中的计算机模拟随着计算机技术与聚合物科学的发展，人们已经不满足于仅仅用实验的手段来研制新型高分子材料和提高现有材料的性能，于是，除实验和理论外，计算机模拟已成为解决聚合物科学中实际问题的第三个重要组成部分。
计算机模拟既不是实验方法也不是理论方法，它是在实验的基础上，通过基本原理，构筑起一套模型和算法，从而计算出合理的分子结构与分子行为。
运用分子模拟技术，人们能够对材料原子及分子层次的机理有更全面的了解。
自20世纪量子力学(quantum mechanics)的快速发展后，几乎有关分子的一切性质，如结构(structure)、构象(conformation)、偶极距(dipole moment)、电离能(ionization)、电子亲和力(electron affinity)、电子密度(electron density)等，都可由量子力学计算获得。
计算与实验的结果往往相当吻合，并且可由分析计算的结果得到一些实验无法获得的资料，有助于对实际问题的了解。
与实验相比较，利用计算机计算研究化学有下列几项优点：1、成本降低；2、增加安全性；3、可研究极快速的反应或变化；4、得到较佳的准确度；5、增进对问题的了解。
基于这些原因，分子的量子力学计算自1970年后逐渐受到重视。
利用计算先行了解分子的特性，已成为合成化学家和药物设计学家所依赖的重要方法。
化学家借此可设计出最佳的反应途径，预测合成的可能性，并评估所欲合成分子的适用性，节省许多时间和避免材料的浪费。
而且，计算效果正随着方法的改良与计算机的发展而快速地提高。
1 计算机模拟方法1.1微观组织结构模拟对于完整和非完整晶体的结构，动力学和热力学的性质可以采用3种主要的方法来进行模拟：分子动力学方法（Molecular Dynamics, MD）、分子力学方法（Molecular Mechanics, MM）和蒙特卡罗方法（Monte Carlo Method, MC）。
高分子实习报告前言
随着我国经济的快速发展和科技的不断进步，高分子材料作为现代社会不可或缺的基础材料，其应用领域日益广泛，对相关行业的技术和人才需求也日益增长。
为了使我们在校大学生能够更好地将理论知识与实践相结合，深入了解高分子材料的生产过程、应用领域和发展趋势，提高我们的专业技能和综合素质，我们高分子材料与工程专业组织了一次深入的企业实习活动。
此次实习，我们选择了具有行业领先地位的高分子材料生产企业作为实习基地，旨在通过实地考察、动手操作和理论研讨等多种形式，让我们这些未来的高分子材料行业从业者，能够亲身感受和体验高分子材料的生产流程、技术要求以及市场前景。
在此，我代表全体实习生，对实习活动的前言进行简要概述。
首先，我们要深刻认识到实习的重要性。
生产实习是高等教育的重要组成部分，是理论与实践相结合的桥梁，是培养我们动手能力、创新精神和团队协作能力的有效途径。
通过实习，我们不仅能够巩固和深化在课堂上学习的理论知识，还能够将所学知识运用到实际工作中，提高我们的实际操作技能和解决实际问题的能力。
其次，此次实习具有以下几个显著特点：1. 行业前沿性：我们选择的实习单位是一家在国内外具有较高知名度和影响力的高分子材料生产企业，其技术水平和产品质量均处于行业领先地位。
这为我们提供了一个接触和了解行业前沿技术的平台。
2. 实践操作性：实习过程中，我们将有机会亲自参与到高分子材料的研发、生产、检测等各个环节，亲身感受高分子材料的制备过程，掌握相关设备的操作技能。
3. 理论学习与实践应用相结合：在实习过程中，我们将结合所学理论知识，分析解决实际问题，提高我们的理论联系实际的能力。
4. 团队协作与个人成长：实习过程中，我们将与来自不同院校、不同专业的同学共同学习、共同进步，培养我们的团队协作精神和沟通能力，同时，通过面对挑战和解决问题的过程，促进我们的个人成长。
最后，我们要以严肃认真的态度对待此次实习。
在实习期间，我们要严格遵守实习单位的各项规章制度，尊重导师和工作人员，虚心学习，勤奋工作，努力做到学有所获、学有所成。
利用计算机模拟高分子材料的研究
利用计算机模拟高分子材料的研究随着计算机技术的快速发展，模拟仿真得以成为高分子材料研究的重要手段之一。
计算机模拟方法是一种基于计算机技术的仿真手段，可以通过数学模型对高分子材料的结构、力学特性、化学反应和加工过程进行多方面、多层次的模拟，为实验提供有力的辅助。
本文将从计算机模拟原理、高分子材料模拟方法以及模拟仿真在高分子材料研究中的应用等方面进行介绍。
一、计算机模拟原理计算机模拟方法的核心是通过计算机程序对所需模拟对象的真实状态进行拟合，完成对目标对象所做出的反应的模拟。
计算机模拟方法在应用于高分子材料研究时，需要建立高分子材料化学特性及其力学特性的数学模型。
这需要对高分子材料的化学结构进行分析及建模，同时对高分子材料的物理和化学过程进行建模，最终将模型转化为数学方程，使计算机程序能够处理和计算数值。
二、高分子材料模拟方法高分子材料模拟方法包括分子动力学模拟方法、量子化学计算方法、连续介质模拟方法、多尺度模拟方法等。
1、分子动力学模拟方法。
分子动力学模拟方法是一种常用的高分子材料模拟方法。
它基于牛顿第二定律，采用原子或分子为基本單位，对分子之间进行各种相互作用力的相互作用计算和模拟。
该方法对于研究材料力学特性及结构性质十分有效，并被广泛应用于纳米材料和生物大分子等方面的研究。
2、量子化学计算方法。
量子化学计算方法属于理论化学领域，主要用于研究分子与原子之间的相互作用和材料的基本性质。
根据量子力学原理，量子化学计算方法可以准确地计算分子结构、分子振动、化学反应热力学等。
该方法在研究分子与原子之间的相互作用、材料能级结构、催化反应机理等领域具有广泛的应用。
3、连续介质模拟方法。
连续介质模拟方法是一种利用偏微分方程、数值模拟和有限元方法，将高分子材料视为连续介质来研究其物理与化学性质的方法。
该方法适用于研究高分子材料的连续相态，如缩聚物获取过程和高分子制品的微观形貌等。
4、多尺度模拟方法。
多尺度模拟方法是一种综合了各种高分子材料模拟方法的方法。
材料成型计算机模拟
目录第一章挤压工艺参数的确定 (1)1.1挤压工艺参数的确定 (1)1.1.1摩擦系数的确定 (1)1.1.2挤压杆速度的确定 (1)1.1.3挤压温度的确定 (1)1.1.4挤压模锥角的确定 (1)1.1.5工模具预热温度 (1)第二章挤压工具参数的确定 (2)2.1 模具尺寸的确定 (2)2.1.1 挤压示意图 (2)2.1.2挤压筒尺寸的确定 (2)2.1.3 挤压模尺寸确定 (4)第三章挤压方案的分配 (6)3.1挤压方案的分配 (6)第四章模拟挤压及提取数据 (7)4.1模拟挤压的过程 (7)4.1.1挤压工模具及工件的三维造型 (7)4.1.2挤压模拟 (7)4.2 后处理 (8)4.2.1挤压杆挤压速度对挤压力的影响 (8)4.2.2挤压杆挤压速度对破坏系数的影响 (9)第五章实验数据分析 (10)5.1 挤压杆挤压速度对挤压力的影响 (10)5.2 挤压杆挤压速度对破坏系数的影响 (11)总结 (12)参考文献 (13)工作总结 (14)第一章 挤压工艺参数的确定1.1挤压工艺参数的确定 1.1.1摩擦系数的确定摩擦系数对挤压有着重要的影响，对挤压力的影响最为显著。
根据设计要求，故挤压垫与坯料之间的摩擦系数可取0.6，挤压筒与坯料之间的摩擦系数根据设计要求取0.1。
1.1.2挤压杆速度的确定允许的挤压速度与金属再结晶和塑性区的温度范围有关，当变形和再结晶速度不协调或金属与模壁有较大摩擦时，挤压件将出现横向裂纹。
通常有色金属允许的挤压速度见表1-1。
表1-1 有色金属材料允许的挤压速度根据设计要求以及结合表1-1，可取挤压速度为1-s mm 60~10⋅。
1.1.3挤压温度的确定确定挤压温度的原则与确定热轧温度的原则相同，也就是说，在所选择的温度范围内，保证金属具有良好的塑性及较低的变形抗力，同时要保证制品的获得均匀良好的组织性能等。
根据设计要求及“三图”（合金的状态图、金属与合金的塑性图、第二类再结晶图）原则，可取挤压温度为610℃。
高分子材料加工设备教案
高分子材料加工设备教案第一章：高分子材料加工设备概述1.1 教学目标让学生了解高分子材料加工设备的基本概念和分类。
让学生掌握高分子材料加工设备的主要功能和应用领域。
让学生了解高分子材料加工设备的发展趋势。
1.2 教学内容高分子材料加工设备的定义和分类。
高分子材料加工设备的主要功能和应用领域。
高分子材料加工设备的发展趋势。
1.3 教学方法采用讲授法，讲解高分子材料加工设备的基本概念和分类。
采用案例分析法，分析高分子材料加工设备的主要功能和应用领域。
采用小组讨论法，讨论高分子材料加工设备的发展趋势。
1.4 教学评估学生课堂参与度，包括提问和回答问题的情况。
学生作业完成情况，包括对高分子材料加工设备的分类和应用领域的理解。
第二章：高分子材料加工设备的设计原则2.1 教学目标让学生了解高分子材料加工设备设计的基本原则。
让学生掌握高分子材料加工设备设计的主要考虑因素。
让学生了解高分子材料加工设备设计的创新方法。
2.2 教学内容高分子材料加工设备设计的基本原则。
高分子材料加工设备设计的主要考虑因素。
高分子材料加工设备设计的创新方法。
2.3 教学方法采用讲授法，讲解高分子材料加工设备设计的基本原则。
采用案例分析法，分析高分子材料加工设备设计的主要考虑因素。
采用小组讨论法，讨论高分子材料加工设备设计的创新方法。
2.4 教学评估学生课堂参与度，包括提问和回答问题的情况。
学生作业完成情况，包括对高分子材料加工设备设计原则的理解。
第三章：高分子材料加工设备的主要组件3.1 教学目标让学生了解高分子材料加工设备的主要组件及其功能。
让学生掌握高分子材料加工设备各组件的选型和应用。
让学生了解高分子材料加工设备组件的最新技术进展。
3.2 教学内容高分子材料加工设备的主要组件及其功能。
高分子材料加工设备各组件的选型和应用。
高分子材料加工设备组件的最新技术进展。
3.3 教学方法采用讲授法，讲解高分子材料加工设备的主要组件及其功能。
基于计算机模拟的高分子材料设计方法
基于计算机模拟的高分子材料设计方法高分子材料在现代化学工业中发挥着重要作用。
为了改善这些材料的性能和功能，科学家们不断寻求新的设计方法和理论模型。
基于计算机模拟的高分子材料设计方法应运而生，它通过模拟材料的结构、性质和行为，提供了一种可靠、高效的设计工具。
本文将探讨基于计算机模拟的高分子材料设计方法，并介绍它的原理、应用和局限性。
在基于计算机模拟的高分子材料设计方法中，研究人员使用计算机算法和模型来预测和优化高分子材料的性质。
这些模型的基础是分子力场，它描述了高分子分子间的相互作用。
通过计算机模拟和分子动力学模拟，研究人员可以预测高分子材料的力学性能、热学性质、电学性质等。
基于计算机模拟的高分子材料设计方法具有多种应用。
首先，它可以用于预测高分子材料的力学性能。
通过计算机模拟，研究人员可以预测材料的强度、刚度、韧性等，并优化材料的结构和化学组成，以改善性能。
其次，它可以用于预测高分子材料的热学性质。
通过计算模拟，研究人员可以预测材料的热扩散系数、热导率等，并优化材料的结构和组成，以提高热学性能。
此外，基于计算机模拟的方法还可用于预测材料的电学性质，如导电性、介电常数等。
然而，基于计算机模拟的高分子材料设计方法也存在一些局限性。
首先，模拟过程中需要使用大量的计算资源和时间。
由于高分子材料的分子量通常很大，计算机模拟过程需要数小时甚至数天的时间才能完成。
其次，模拟结果受到模型和算法的限制。
不同的力场模型和算法可能会导致不同的模拟结果，而且现有的模型对于复杂材料的模拟仍存在一定的局限性。
此外，模拟结果只是一种预测，需要进一步的实验证实。
尽管如此，基于计算机模拟的高分子材料设计方法仍然有许多潜力和发展前景。
首先，随着计算机技术的不断发展，计算资源将逐渐变得更加强大和高效，从而加快模拟过程的速度。
其次，研究人员可以不断改进和优化模型和算法，以提高模拟结果的准确性。
此外，结合实验研究和计算模拟，可以更好地发挥两种方法的优势，推动高分子材料的设计和开发。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1-5本课程讲解的主要内容 一、数值分析及计算机模拟一般 方法和过程
１．数学建模 ２．有限元及有限差分方法介绍
二、学习有限元软件（ANSYS) 二、学习有限元软件（ANSYS) 三、学习解决生产实际一些问题
目前世界上使用计算机对高聚物加工过程进行 模拟和优化计算的厂家公司有1500家。在日本有 模拟和优化计算的厂家公司有1500家。在日本有 500家，其中大部分用于塑料注射模的设计。国内从 500家，其中大部分用于塑料注射模的设计。国内从 八十年代起开始引进模拟高聚物流动过程的仿真软件， 仅购买注射模设计软件一项已达数十个厂家，每个软 件约需5 件约需5～7万美元。八十年代中期开始，我国部分 院校和研究单位相继开展了这方面的研究工作，并取 得了一些初步的成果。
计算机模拟的重要性体现在以下几个方面：
1. 一般的科学研究 目前无论从事科学研究项目，还是作学术论文， 主要都包含三个方面： 1) 建立数学方程 2) 进行计算机模拟 3) 实验验证
2. 科技尖端及成本很高的领域 如：卫星， 宇宙飞船， 飞机 3. 自然界不能实验和不能重现的自然现象 如：预测潮汐、地震、雾、天气预报….. 如：预测潮汐、地震、雾、天气预报… 4. 一些不能进行破坏性研究的工程项目 如：高楼
随着新型高分子材料的不断出现，高聚物制品的 性能不断得到改善。在市场上不仅反映在需求量愈来 性能不断得到改善。在市场上不仅反映在需求量愈来 愈大，而且种类也日趋多样化。为了适应市场的需 愈大，而且种类也日趋多样化。为了适应市场的需 要，提高产品的竞争能力，要求缩短新产品的试制周 要，提高产品的竞争能力，要求缩短新产品的试制周 期，因此高聚物加工中的计算机模拟技术，在国际上 日益得到重视，并且由于计算机技术的高度发展，使 高聚物加工过程中的计算机模拟技术有可能从 实验阶段走向实用阶段。
在当前，主要的工业发达国家都相继集中了最优秀 的学者和相关学科的专家，并借助政府和财团资助 进行了一系列开拓性研究，计算机模拟发展历程： 1. 1974年Z.Tadmor提出网格分析法对高聚物在成 1974年Z.Tadmor提出网格分析法对高聚物在成 型过程中流动状态进行模拟和优化。 2.1978年加拿大G.E公司已能向世界各地提供名为 2.1978年加拿大G.E公司已能向世界各地提供名为 MarkⅢ MarkⅢ的 Mold flow system。 system。
计算机模拟（Computational Modeling） 计算机模拟（Computational Modeling） 作为计算科学的一个分支，自50年代以来已 作为计算科学的一个分支，自50年代以来已 经形成了相当规模。 它主要包括： 1.微观尺度的原子（分子）模拟 1.微观尺度的原子（分子）模拟 2.介观模拟 2.介观模拟 3.宏观模拟 3.宏观模拟
（4）验证结果 聚合物成型加工过程是复杂的，影响模 拟结果的因素很多，如建模时依据的假定、初 拟结果的因素很多，如建模时依据的假定、初 试值条件描述、计算程序是否正确等。模拟结 果的验证大体上可分为两种：模拟得到的成型 结果参数的实验证实；模拟得到的优化的成型 加工结果的实验证实。后一种方法是将模拟得 到的优化的成型加工结果与未优化的结果或其 它途径得到的试验结果相比较，以判断模拟结 果的正确与否。
其一般方法可概述如下： 其一般方法可概述如下：
（1）明确对象，定义问题，构造成型加 工过程中的物理模型。
建立的物理模型既要使问题简化到可以进行数 学模拟和便于求解，又要尽可能完整地描述实际过 程，尽可能真实地反映成型加工过程的实质和特征。
（2）基于物理模型，选用守恒定律、本构 ）基于物理模型，选用守恒定律、本构 方程和各种物性定律，建立问题的数学模型。 方程和各种物性定律，建立问题的数学模型。
1-4模拟的步骤
通过计算机对高聚物主要成型加工过 程（诸如压延、密炼、挤出、注射、硫化） 的模拟，可以预测高聚物在这些加工过程中 速度场、压力场、温度场和流线的分布状 速度场、压力场、温度场和流线的分布状 况，从而为科学地制定工艺条件和合理选择 成型加工设备的参数提供必要的理论依据。
高聚物成型加工过程中的计算机模拟主要 通过以下步骤进行： 通过以下步骤进行： 一、建立方程 二、确定初始条件和边界条件 三、选择计算方法 四、划分网格 五、运行计算 六、输出结果和图形显示
建立的数学模型应尽量简洁明确，既要包含主要 影响因素，又要避免数学运算过于繁杂，初始和边界 条件要根据具体情况慎重选择，因为它们在很大程度 上决定了最终的计算结果。
（3）用解析或数值方法求解建立的数学模型， ）用解析或数值方法求解建立的数学模型， 编写图形应用程序或采用绘图软件输出模拟结 果。
通常选择何种数值方法需根据问题的复杂程度决 定，如求解域形状规则的线性问题，选用有限差分法 定，如求解域形状规则的线性问题，选用有限差分法 简便快捷；求解形状复杂的模型方程选用边界元法可 简便快捷；求解形状复杂的模型方程选用边界元法可 以减少网格剖分的工作量；求解非线性问题采用有限 以减少网格剖分的工作量；求解非线性问题采用有限 元法可以在短时间快速收敛，得到数值解。 元法可以在短时间快速收敛，得到数值解。
高分子材料加工计算机模拟
第一章 前言 1-1 数值分析计及算机模拟的重要性
实验和理论一直是人类创造知识，认识未 实验和理论一直是人类创造知识，认识未 知世界的两种传统方法。 随着当代计算机技术的飞速发展，使得各个领 域的科学家和工程人员运用科学计算的方法去解决 各自学科领域中的问题。今天，科学计算不仅推动 了实验科学和理论科学的发展，而且已经成为单独 的科学方法，称之为计算科学，与实验科学和理论 的科学方法，称之为计算科学，与实验科学和理论 科学一起给人类文明带来了新的繁荣。
7.加拿大Mcfill和Mcmaster大学，九州大学等分别用 7.加拿大Mcfill和Mcmaster大学，九州大学等分别用 各种数值计算方法诸如粘弹性流体有限元法 （FEM）、差分法（FDM）、边界元法（BEM）， FEM）、差分法（FDM）、边界元法（BEM）， 分支流动法（BFM）等独自开发新的软件。 分支流动法（BFM）等独自开发新的软件。 8.英国RAPPA（橡胶和塑料研究协会），已开发成功 8.英国RAPPA（橡胶和塑料研究协会），已开发成功 橡胶注射成型最佳流动状态和硫化条件的软件，并 已向世界各地出售软件使用权，然而它的数学模型， 求解方法及程序是严加保密的。
1-2 数值分析和计算机模拟在聚合物 成型加工 过程中的应用
聚合物成型加工模拟属于宏观模拟，它是将 聚合物熔体当作连续介质，以质量守恒、动量守恒 聚合物熔体当作连续介质，以质量守恒、动量守恒 和能量守恒定律等物理方程为基础，结合聚合物的 和能量守恒定律等物理方程为基础，结合聚合物的 各种材料行为模型来模拟聚合物成型加工中聚合物 熔体发生的物理和化学的变化，优化成型加工过 程，调控成型加工产品的结构和性质，帮助实现成 型加工的自动化控制，提高劳动生产率。
3.美国Cornell大学则花了巨额资金，经过17 3.美国Cornell大学则花了巨额资金，经过17 年研究开发成功CAIM系统。 年研究开发成功CAIM系统。 4.美国Application公司和SDRC公司各自开 4.美国Application公司和SDRC公司各自开 发了Noldfill软件 发了Noldfill软件 5.美国和意大利塑料及计算机公司开发了FA 5.美国和意大利塑料及计算机公司开发了FA 软件。 6. 德国亚琛工业大学塑料加工研究所开发了 Mould CAD软件。 CAD物成型通常可能包含有传热、 聚合物成型通常可能包含有传热、传质和化学反应 等物理和化学的过程。在模拟这种复杂过程时，首先应 等物理和化学的过程。在模拟这种复杂过程时，首先应 对所要研究的问题进行分解、简化，建立对这些过程的 数学描述，即数学建模，建立的数学模型要尽可能如实 地反映实际情况，采用计算机求解数学模型得到的模拟 结果还要通过各种可能的方式进行验证。