计算机在材料科学与工程中的应用(高等学校教材)

本书为高等学校教材，主要介绍计算机在材料科学与工程中的应用。全 书共分9章，其中第1章主要介绍材料科学与工程的基本知识和计算机在材料 科学与工程中的应用概况；第2章主要介绍材料科学与工程中数据的计算机 处理；第3章主要介绍数学模型的建立及数值求解；第4章主要介绍材料科学 与工程中典型物理场的数值模拟；第5章主要介绍ANSYS软件及其在材料科学 与工程中的应用；第6章主要介绍计算机在相图计算及材料设计中的应用； 第7章主要介绍数据库及专家系统在材料科学与工程中的应用；第8章主要介 绍人工神经网络及Matlab软件在材料科学与工程中的应用；第9章主要介绍 材料加工成形过程的计算机模拟。 本书可作为材料科学与工程专业本科生及研究生的教学用书，也可供从 事材料科学及材料加工研究、开发及应用的工程技术人员参考。

第1章 绪论 1．1 材料科学与工程的概念 1．1．1 材料的作用及分类 1．1．2 材料科学与工程的内容 1．2 计算机在材料科学与工程中的应用简介 1．2．1 用于新材料和新合金的设计 1．2．2 用于材料科学研究中的模拟 1．2．3 用于材料工艺过程的优化及自动控制 1．2．4 用于材料组成和微观结构的表征 1．2．5 用于数据和图像处理及其他 第2章 材料科学与工程中数据的计算机处理 2．1 数据处理的基本理论 2．1．1 曲线拟合与最小二乘法 2．1．2 插值法 2．2 Origin软件在数据处理中的应用 2．2．1 Origin车软件介绍 2．2．2 Origin在数据处理中的应用实例 2．3 Excel软件在数据处理中的应用 2．3．1 计算功能 2．3．2 参数估计 思考题与上机操作实验题 第3章 数学模型的建立及数值求解 3．1 数学模型介绍 3．1．1 数学模型的含义 3．1．2 数学模型的分类 3．1．3 数学模型的建立步骤 3．1．4 其他概念 3．2 数学模型的建立方法及实例 3．2．1 理论分析法 3．2．2 数值模拟的方法 3．2．3 类比分析法 3．2．4 数据分析法 3．2．5 利用计算机软件(Origin软件)建立数学模型 3．3 数学模型的数值求解 3．3．1 常用的计算方法 3．3．2 有限差分法 3．3．3 有限元法 思考题与上机操作实验题 第4章 材料科学与工程中典型物理场的数值模拟 4．1 温度场数学模型及求解 4．1．1 温度场的基本知识 4．1．2 温度场数学模型的建立 4．1．3 温度场的有限差分求解 4．2 铸件充型过程的通用数学模型 4．3 浓度场的通用数学模型与计算 4．3．1 菲克第一定律 4．3．2 菲克第二定律 4．3．3 渗碳浓度场的有限差求解 思考题与上机操作实验题 第5章 ANSYS软件及其在材料科学与工程中的应用 5．1 ANSYS软件介绍 5．2 ANSYS在材料科学与工程中的应用实例 5．2．1 铸件温度场分布及模具内部应力场分布 5．2．2 热处理淬火过程的温度场模拟 5．2．3 热喷涂过程的温度场和应力场分析 5．2．4 铝材挤压过程的应力应变分析 5．2．5 焊接过程中的应力和变形分析 思考题与上机操作实验题 第6章 计算机在相图计算及材料设计中的应用 6．1 相图计算的理论及实践 6．1．1 相图计算过程及特点? 6．1．2 THERMOCALC相图计算软件介绍及使用 6．2 材料设计的理论及实践 6．2．1 材料设计介绍 6．2．2 Material studio软件及其在材料设计中的应用 思考题与上机操作实验题 第7章 数据库及专家系统在材料科学与工程中的应用 7．1 数据库在材料科学与工程中的应用 7．1．1 数据库的组成与结构 7．1．2 材料科学与工程数据库的发展 7．2 专家系统及其在材料科学与工程中的应用 7．2．1 专家系统基本知识 7．2．2 材料科学与工程中的部分专家系统介绍 思考题 第8章 人工神经网络及Matlab软件在材料科学与工程中的应用 8．1 人工神经网络与Matlab软件简介 8．1．1 人工神经网络介绍 8．1．2 线性神经网络 8．1．3 BP神经网络 8．2 Matlab软件在材料科学与工程中的应用 8．2．1 数表公式化——曲线拟合 8．2．2 焊接神经网络模型建立 8．2．3 混凝土板瞬态温度场算法分析 思考题 第9章 材料加工成形过程的计算机模拟 9．1 概述 9．2 MoldFlow塑料注塑成形过程模拟软件介绍及使用 9．2．1 MoldFlow软件介绍 9．2．2 MoldFlow软件操作步骤及分析实例 9．3 Deform体积成形分析软件介绍及使用 9．3．1 Deform分析软件介绍 9．3．2 Deform软件操作步骤及实例 9．4 ProCAST铸造成形过程模拟软件介绍及使用 9．4．1 ProCAST软件介绍 9．4．2 ProCAST软件的操作步骤 9．4．3 ProCAST软件应用实例 思考题与上机操作实验题 参考文献