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化学分析与检测技术
Chemical Analysis and Detection Techniques

四、材料物理模拟技术的发展和应用

（一）材料物理模拟技术的发展
材料物理模拟技术在我国起步相对较晚，为了提高我国材料的市场竞争力，
政府也加大了对材料物理模拟技术研究与发展的支持力度，出台了多项举措来推

进我国先进材料技术研究进度，提升材料加工与研发的建模水平。在此背景下，
我国材料物理模拟技术不断发展，相关单位与组织也通过参与物理模拟与数值模
拟会议形式与其他国家一起交流沟通物理模拟试验装置的研制。在政府和相关领
域人员的重视下，我国物理模拟试验装置研发取得了较大的突破，以物理模拟技

术为基础的交流探索会议在我国举行了数次，与会国家也从最初的 4 个渐渐增加
到几十个。通过这些会议的交流与沟通，不难看出物理模拟技术的研究重点是模
拟精度。模拟精度不仅是物理模拟试验设备研发的重点内容，还是物理模拟技术
应用与发展的前提与基础，是材料与热加工界研究与交流的热点话题。各国关于

提高物理模拟精度的研究较多，目前普遍认为研究精确度高的新试验设备、提高
试验方法与技术的科学性、提高试验数据的处理与修正能力是提升物理模拟精度
的主要方式。
（二）材料物理模拟技术的应用

材料物理模拟技术的应用主要是通过材料物理模拟试验装置实现的，目前该
装置被用于材料焊接、压力加工、铸造新材料研制及热处理等领域。以热加工领
域为例，物理模拟技术在材料与热加工领域的应用本质是对材料受热过程进行模
拟，这一过程是材料在热与力的作用下产生物理变化的过程。为了获得可信性度

强的模拟结果，提高材料物理模拟试验装置的效率，不仅要改进试验方法，还需
要性能优良的模拟试验装置。因此，我国许多专家学者投入了大量精力研究物理
模拟试验装置，旨在提升物理模拟试验装置的全面性，拓展模拟试验的均温区。
市面上的物理模拟试验装置型号较多，按模拟功能可分为单一功能与兼顾力能模

拟功能两类，按模拟试验装置的加热方式又可以分为高频感应加热与直接通电加
热两类。1946 年，名为 Gleeble 的物理模拟试验装置在美国亮相，这是最早的热
模拟试验机。此后，各国相继开始研制热模拟试验机，日本、英国、法国、中国
等国家也加大了物理模拟试验装置研发力度。目前，日本、美国的物理模拟试验

技术与试验装置研发相对先进，应用范围也相对广泛。

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