在材料研发领域,传统“试错法”周期长、成本高、效率低的痛点愈发凸显。如今,越来越多科研机构与企业转向数字化研发模式,通过计算模拟、数据整合与流程优化,实现材料创新的跨越式突破。中仿JMatPro作为国际领先的金属材料相图计算与性能模拟软件,凭借强大的计算能力、开放的API接口与灵活的集成特性,成为材料数字化研发的核心引擎。北京科技大学高精尖学院、钢研科技集团、鞍钢北京未来研究院、中国一重、河南钢铁集团等行业标杆,已借助JMatPro构建起专属的协同仿真计算平台,开启了“计算驱动创新”的全新研发模式。
在计算设计材料层面,传统材料研发依赖大量实验摸索,中仿 JMatPro 通过多目标优化算法、独一无二的材料性能预测数据库等多技术融合,实现了材料性能的精准预测与快速筛选:整合第一性原理、CALPHAD、多目标优化等核心技术,结合机器学习算法,能在计算机中完成材料成分、组织与性能的关联预测,支持稳态/亚稳态相图计算、凝固过程模拟、力学性能预测、相转变动力学分析等全维度计算,覆盖热力学、热物理、力学等多类关键性能参数;更借助高通量计算功能,以元素含量范围为变量,快速筛选出满足性能要求等目标条件的候选成分。例如上海交通大学利用 中仿JMatPro 的高通量计算能力,针对新型铸造合金开展成分优化,筛选5,203,515组成分,成功锁定得到9组新型具备产业化潜力的新材料配方。

图1 高通量计算筛选新型材料配方
案例:中仿 JMatPro 协同仿真平台落地宝钢:打造钢铁行业数字化研发新标杆,推动全流程计算智能化升级
作为全球钢铁行业的领军企业,宝钢在高端钢材研发与生产过程中,长期面临多工序仿真软件分散、计算数据难以整合、研发流程依赖经验等挑战 —— 从炼钢阶段的夹杂物热力学分析,到连铸扇形段的高温塑性计算,再到热轧、冷轧环节的相变温度与力学性能预测,需用到 Thermo-Calc、FactSage、JMatPro 等多款专业软件,各软件独立运行导致数据割裂,仿真结果仅能作为后期校核工具,无法深度融入研发设计全流程。为破解这一难题,宝钢与中仿智能科技(上海)股份有限公司达成合作,依托 JMatPro 软件的强大计算能力与协同仿真平台的集成特性,共同打造专属的综合集成计算平台。


图2 宝钢综合集成计算平台
在项目管理功能区域内,平台按照炼钢、连铸、热轧、冷轧四个模块组织计算功能,实现各计算任务的设置、提交、结果获取全流程集成管理。

图3 宝钢综合集成计算平台模块功能
对于完成的计算任务,平台支持提取计算设置参数和筛选分析后的结果保存到知识库。在用户界面上,知识内容将以计算报告的形式展示。


图4 宝钢综合集成计算平台模块及计算报告
关于JMatPro
JMatPro软件包含一系列宽范围的合金类型,目前可以计算的合金类型包含铝合金、镁合金、铸铁、不锈钢、高中低合金钢、钴合金、镍基合金、镍铁基合金、镍基单晶超合金、钛合金、锆合金、焊料合金(锡焊)、铜合金。
JMatPro的应用范围:
1、可为热力学计算等基础研究提供参考;
2、辅助科研人员进行合金设计;
3、辅助科研人员进行材料加工工艺设计(如铸造、锻造、挤压等);
4、辅助科研人员进行热处理与焊接工艺设计;
5、预测材料材料各种性能,从而可以大量节省项目时间与实验费用(尤其是高温性能);
6、能为许多材料成型 CAE 软件提供材料性能参数(如:Procast、Magma、Deform、TherCast、Novacast等);
7、能够为其他CAE软件提供材料性能参数(如Sysweld、Abaqus、Ansys、MSC/Marc等);
8、提供API接口,利用程序语言调用软件完成计算,方便将软件计算功能与其他软件、应用进行整合。
9、提供MPO材料优化设计,通过多目标优化算法,快速优化获得满足设计要求的材料成分。

关于中仿
中仿智能科技(上海)股份有限公司(股票简称:中仿智能,股票代码:838476)成立于2007年,是一家专注于仿真技术研究和产品开发的高新技术企业。公司坐落于上海市临港松江科技城,以其卓越的技术实力和创新精神,荣获多项荣誉,包括国家高新技术企业、上海市科技小巨人培育企业、上海市“双软”认证企业等,并多次承担国家和上海市的重大科研项目。
中仿智能的JMatPro软件服务于材料科学、工程研究和工业应用等多个领域,助力客户在材料设计、加工工艺、热处理与焊接工艺设计等方面取得显著成效。
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