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计算机在材料科学与工程中的应用

计算机在材料科学与工程中的应用. 第一章 绪论. 叶卫平. 1.1 材料科学与工程( MSE). 研究材料 组成、结构、性能、制备工艺 和 使用性能 以及它们之间相互关系的科学。. MSE 研究内容. 研究材料 组成、结构、性能、制备工艺 和 使用性能 以及它们之间相互关系的科学。. 美国国家研究院材料科学与工程委员会 《90 年代的材料科学与工程：在材料时代保持竞争力 》 材料科学与工程领域存在 四个要素 （性质与现象、使用性能、结构与成分、合成与加工） 两个关键 （仪器设备和分析建模）. 1.1 材料科学与工程( MSE). 四个要素.

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计算机在材料科学与工程中的应用

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Presentation Transcript

  1. 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 叶卫平

  2. 1.1 材料科学与工程(MSE) • 研究材料组成、结构、性能、制备工艺和使用性能以及它们之间相互关系的科学。 MSE研究内容 研究材料组成、结构、性能、制备工艺和使用性能以及它们之间相互关系的科学。 美国国家研究院材料科学与工程委员会 《90年代的材料科学与工程：在材料时代保持竞争力》 材料科学与工程领域存在 四个要素（性质与现象、使用性能、结构与成分、合成与加工） 两个关键（仪器设备和分析建模）

  3. 1.1 材料科学与工程(MSE) 四个要素 Performance Synthesis& Processing composition, crystal growth, thermal treatment, etc. Properties electronic mechanical optical, etc. Structure micro-, nano-, molecular, crystal Source: Materials Science and Engineering for the 1990s, NRC, 1989

  4. 1.1 材料科学与工程(MSE) MSE研究特点 1 多学科交叉的新兴科学 2 多学科间有着不可分割的联系 3 有很强应用目的和明确的应用背景 计算机在MSE的应用非常广泛 4

  5. 用于材料设计 1.2 计算机在MSE中的应用 材料数据库 人工智能在MSE的应用 计算机模拟的应用 组成和结构研究 材料性能表征和性能研究 工艺过程的优化及自动控制

  6. Materials Science Computer Applications in MSE Materials Physics Mechanical Engineering Computer Science Mathematics Chemistry 什么为计算机在MSE中的应用？ 是一个交叉学科

  7. Different Types of Simulation

  8. Relation of different types of Simulation

  9. 天下第一大钟 145吨青铜洪钟铸造模拟 华铸CAE（华中科技大学开发的一种对铸件浇注充填、凝固、模拟过程的软件）

  10. 天下第一大钟 145吨青铜洪钟铸造模拟 重145T,高8m,钟唇直径6m,展开面积约160m2 华铸CAE（2007年） 大钟在寒山寺被吊装

  11. 材料再结晶模拟

  12. 材料定向凝固模拟

  13. “足球”分子(C60)的直接观察 STM image of C60 molecules adsorbed on Cu(111) surface (Hashizume et al., Phys. Rev. Lett. 71, 2959 (1993))

  14. Continuous Metal Cast Process 工艺过程的优化及自动控制

  15. Continuous Metal Roll Process 工艺过程的优化及自动控制

  16. 1.3课程演变及安排 金属、非金属 共 性 制备和使用中的许多概念、现象和转变具有惊人的相似 电子材料 塑料和复合材料

  17. 初期阶段 1994前 二级学科 1995-2000 1.3课程演变及安排 初期 初期 一级学科 2001 《计算机在材料科学与工程中的应用》课程走过的历程与材料科学的发展过程非常相似

  18. 第1章 绪论 1.3课程演变及安排 上课(20h)： 第2章 计算机检测与控制系统 20h上课+20h实验 第3章 材料数据分析与模型建立 第4章 材料传热学计算机分析 第5章 数据库、相图与专家系统 第6章 材料工艺的计算机模拟 第7章 网络资源与 材料研究

  19. Origin 软件/ Matlab软件PDE工具箱等 1.3课程演变及安排 实验(20h)： 1 1 2 材料合成加工工艺单指标正交实验设计与实现 3 用曲线拟合实现材料科学研究中的数学建模 4 材料学科中物理场的数值模拟 5 理想溶液相图计算与相图计算软件 4 6 4 4 材料科学文献检索实践 6

  20. 1.3课程演变及安排 • 参考书 1)刘庄，吴肇基等. 热处理过程的数值模拟. 北京：科学出版社，1996. 2)乔芝郁,许志宏.刘洪霖. 冶金和材料计算物理化学.北京：冶金工业出版社，1999 3)http://www.thermocal.com, TCW Basic Manual, Stockholm, Sweden, March 2002. 4)“FACT-Win - User Manual”, C.W. Bale and A.D. Pelton, CRCT, Ecole Polytechnique de Montréal, Québec, Canada; January 1999 (http://www.crct.polymtl.ca)

  21. 1.3课程演变及安排 • 参考书 4)王顺兴，刘勇. 实用热处理模拟技术. 北京：机械工业出版社，2002 5)樊新民，孔见，孙斐，材料科学与工程的计算机技术.江苏：中国矿业大学出版社，2000年 6)材料科学技术百科全书编辑委员会.材料科学技术百科全书.北京:中国大百科全书出版社,1995 7)熊家炯，材料设计.天津：天津大学出版社.2000年. 8)邱大年等，计算机在材料科学中的应用，北京工业大学出版社，1990.

  22. 1.3课程演变及安排 • 教材 许淦华 叶卫平 机械工业出版社

  23. Thank You !

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