计算机在材料科学与工程中的应用课件

1、计算机在材料科学与工程中的应用叶卫平第一章 绪论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。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） 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 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.1 材料科学与工程(MSE)Synthesis &Processingcomposition,crystal g

2、rowth,thermal treatment, etc.Structuremicro-, nano-, molecular, crystalPropertieselectronicmechanicaloptical, etc.Source: Materials Science and Engineering for the 1990s, NRC, 1989Performance四个要素 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.1 材料科学与工程(MSE)多学科交叉的新兴科学1多学科间有着不可分割的联系2有很强应用目的和明确的应用背景3计算机在MSE的应用非常广泛4MSE研究特点 计

3、算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.2 计算机在MSE中的应用材料性能表征和性能研究计算机模拟的应用人工智能在MSE的应用材料数据库用于材料设计工艺过程的优化及自动控制组成和结构研究 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 什么为计算机在MSE中的应用？Computer Applications in MSEMaterials ScienceMechanical EngineeringMaterials PhysicsChemistryComputer ScienceMathematics是一个交叉学科 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 Different Typ

4、es of Simulation 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 Relation of different types of Simulation 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 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） 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 天下第一大钟 145吨青铜洪钟铸造模拟大钟在寒山寺被吊装华铸CAE（2007年）重145T,高8m,钟唇直径6m,展开面积约160m2 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 材料再结晶模拟 计算机在材料科学与工程中的应用 第

5、一章 绪论 材料定向凝固模拟 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 “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) 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 Continuous Metal Cast Process工艺过程的优化及自动控制 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 Continuous Metal Roll Process工艺过程的优化及自动控制 计算机在材料科学与

6、工程中的应用 第一章 绪论 1.3课程演变及安排金属、非金属电子材料塑料和复合材料制备和使用中的许多概念、现象和转变具有惊人的相似共 性 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.3课程演变及安排一级学科2001二级学科1995-2000初期阶段1994前初期初期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 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.3课程演变及安排第6章 材料工艺的计算机模拟第4章 材料传热学计算机分析第3章 材料数据分析与模型建立第2章 计算机检测与控制系统第1章 绪论第7章 网络资源与 材料研究第5章 数据库、相图与专家系统20

7、h上课+20h实验上课(20h)： 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 1.3课程演变及安排实验(20h)：1材料合成加工工艺单指标正交实验设计与实现2用曲线拟合实现材料科学研究中的数学建模3理想溶液相图计算与相图计算软件4材料学科中物理场的数值模拟444材料科学文献检索实践56Origin 软件/ Matlab软件PDE工具箱等16 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 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，19993), TCW Bas

8、ic Manual, Stockholm, Sweden, March 2002.4)“FACT-Win - User Manual”, C.W. Bale and A.D. Pelton, CRCT, Ecole Polytechnique de Montral, Qubec, Canada; January 1999 (http:/www.crct.polymtl.ca) 计算机在材料科学与工程中的应用 第一章 绪论 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，20025)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,19957)熊家炯，材料设计.天津：天津大学