1.3  金属塑性变形有限元模拟的发展趋势

从1965年“有限元” 这个名词第一次出现，到今天有限元在工程上得到广泛应用，经历了三十多年的发展历史，理论和算法都已经日趋完善，但纵观CAE软件的发展情况，可以看出有限元的发展趋势：

首先是与计算机辅助设计即 CAD软件（例如Pro-E、UG、SolidWorks和AutoCAD等）的无缝集成，因为有限元模拟的最终目的是为了实际工程应用。实际工程的需要必能促进两大软件系统的相结合，两大系统的结合可以有效提高实验结果。史琼艳[14]通过结合有限元分析建模要求与AutoCAD绘图功能特点，讲解了通过采用数图交换格式及数据交换技术，以ASCII码文件作为过渡文件，将CAD软件与有限元软件结合使用的方法。Gilles Foucault[15]等对有限元分析的CAD模型的拓扑自适应进行了系统的论述。2009年李国宁[16]等在风力机叶片的 CAD 系统开发中使用了有限元模拟，对叶片断裂的原因进行了成功的探索。

其次，虽然有限元模拟已经以用于实际生产生活，但随着金属成形工艺的快速发展和对金属成形工艺模拟要求的提高，这些软件已经不能完全满足金属成形工艺的有限元分析，迫切需要开发功能更为全面、通用性更强、效率更高的体积成形有限元分析软件。2009年王鹏[17]等基于全量理论的开发多步有限元模拟其结果与增量有限元模拟和实验结果吻合较好，并显示出了计算高效的优势和潜力。A. Sanz-García[18]等通过将有限元分析和遗传算法结合成功地改善了钢的生产过程。

最后是随着商业化程度的提高，各软件开发商为了扩大自己的市场占有率，满足用户的需求，在软件的功能、易用性等方面做了大量的投资，但由于用户的要求各不相同，不管开发商怎样努力也不可能满足所有用户的要求，因此必须给用户一个相对开放的环境，允许用户根据自己的实际情况对软件进行扩充，包括用户自定义单元特性、用户自定义材料本构、用户自定义流场边界条件、用户自定义结构断裂判据和裂纹扩展规律等等[19]。