塑性加工過程的物理模擬指的是一種物理學理論,用能再現原型的重要特徵且物理本質與原型相同的實體模型代替原型,來對金屬塑性加工過程或其中的物理現象進行研究的方法。
塑性加工過程的物理模擬的理論基礎是相似理論。物理模擬可以把具體現象重現出來,具有直觀性強、能最大限度地揭示現象的物理本質等優點。在描述過程或現象的數學表達式尚為未知,但已知影響該過程或現象的物理量時就可實現物理模擬。
物理模擬在科學技術的發展中起了重要的作用,就是在計算機高度發展的今天,在航天技術等近代尖端科學技術的發展中,物理模擬也仍然是重要的研究方法。
人們在研究塑性加工問題時,希望得出有關物理量之間的函式關係。在用理論方法研究時,套用自然科學的一般規律對所研究的現象導出各物理量的一般關係(常量關係方程或微分方程)。但對複雜的現象往往列不出這種關係或列出的微分方程難以用數學方法求解。這就需要用實驗方法探求各物理量對現象的影響及它們相互間的關係。用實驗方法時,如在原型上研究,往往耗費大,打亂正常生產過程,且不易分開控制和調節各個因素的變化,也不易準確測量試驗數據,因此難以得出各個因素對現象的影響和它們之間的關係。用物理模擬進行研究則既節約,又不影響正常生產,且便於控制各個因素的變化和準確測量數據,從而便於探明物理本質和得出各因素間的相互關係。但為了保證模擬結果的可靠,模型與原型必須保持物理相似。
帕韋爾斯基(O.Pawelsik)於1964年根據相似理論和塑性加工力學基本方程導出了塑性加工過程的相似準數和模型定律,討論了塑性加工過程的相似條件,成為塑 性加工物理模擬的依據。考普(R.Kopp)、海爾格繆勒(R.Hergemoller)和卡斯特(D.Kast)等進一步研究了相似理論在塑性加工中的套用和物理模擬問題,用相似理論和塑性加工過程的物理模擬解決了許多塑性加工問題。齊日科夫、斯米爾諾夫和工藤英明等分別在1970、1971和1972年發表了套用相似理論和物理模擬解決塑性加工問題的專著和大量文章。中國學者近年來在這方面也有成功的研究和專著發表。