به منظور موفقیت در دنیای رقابتی امروز جهان، برای توسعه یک محصول ناچار به کاهش زمان و هزینه های طراحی تا ساخت آن محصول هستیم. امروزه با رشد روزافزون کامپیوترها و نرم افزارهای مهندسی و با کمک شبیه سازیهای کامپیوتری، زمان و هزینه های طراحی تا ساخت محصولبطور قابل توجهی کاهش یافته است. بطوریکه شرکتهای بزرگ تولید کننده بویژه شرکتهای غول خودروسازی، با شعار zero prototype (تولید محصول بدون ساخت نمونه اولیه) آن هم فقط از طریق شبیه سازی کامپیوتری می توانند بدون ساخت نمونه اولیه اطمینان دهند که آیا تولید محصول آنها مطابق استانداردهای روز دنیا است یا خیر؟ ارزیابی و انتخاب نوع ماده بکار رفته در محصول همراه با دانش فنی رفتار مکانیکی آن ماده یکی از چالشهای اساسی و مهم در فاز طراحی می باشد چرا که نه فقط اندازه و حجم ماده بکار رفته می تواند هزینه ها را بالا و پایین کند، اما مهمتر از آن دقت نتایج شبیه سازی بطور اساسی با شناخت صحیح از دانش رفتار مکانیکی ماده مرتبط است.امروزه جهان اطراف ما با بیش از 80000 ماده متفاوت روبرو است و رفتار مکانیکی این نوع مواد همچون فلزات، آلیاژها، پلیمرها، بتن و چوب و ...با یکدیگر کاملا متفاوت می باشد. ضمن آنکه یک ماده خاص هم می تواند در شرایط مختلف بارگذاری رفتارهای متفاوت از خود بروز دهد. برای مثال یک فولاد می تواند رفتار الاستیک، ویسکوالاستیک، الاستوپلاستیک خطی یا غیرخطی را با توجه به نوع بارگذاری و شرایط کارکرد از خود بروز دهد. ذکر این نکته ضروری است که محققان هنوز نتوانسته اند به یک مدل دقیق برای پیش بینی رفتار مواد بویژه در حوزه مواد غیرخطی دست یابند و همچنین به یک راه حل یکتایی هم دست نیافته اند که بتوانند یک مدل ساختاری بسازند که پیش بینی رفتار ماده را انجام دهد و این یعنی یک چالش بزرگ در دنیای امروز ما است. در نهایت باید گفت که هنر یک مهندس در این است که بتواند یک مدل ساختاری تا حد امکان ساده و به دور از پیچیدگیهای ریاضی و دارای دقت کافی را انتخاب نماید و با این انتخاب بتواند به اهداف زیر برسد
- آیا این مدل ساختاری برای توصیف رفتار مکانیکی سازه دارای کارآیی لازم است.
- برای هدف مورد نظر آیا دارای دقت لازم است.
- آیا این امکان وجود دارد که یک الگوریتم عددی قوی را طراحی کنیم که به کمک کدهای کامپیوتری و انتخاب مدل ساختاری برای ماده بکار رفته بتوانیم رفتار سازه واقعی را پیش بینی نمود.