計算機在材料工程中的應(yīng)用論文正稿(編輯修改稿)
2025-07-15 19:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電子層次、原子／分子層次的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計和顯微結(jié)構(gòu)層次材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計。材料設(shè)計主要是利用人工智能、模式識別、計算機模擬、知識庫和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，將物理、化學理論和大批雜亂的實驗資料溝通起來，用歸納和演繹相結(jié)合的方式對新材料的研制作出決策，為材料設(shè)計的實施提供行之有效的技術(shù)和方法。2 材料科學研究中的計算機模擬利用計算機對真實系統(tǒng)模擬實驗、提供模擬結(jié)果，指導(dǎo)新材料研究，是材料設(shè)計的有效方法之一。材料設(shè)計中的計算機模擬對象遍及從材料研制到使用的過程，包括合成、結(jié)構(gòu)、性能制備和使用等。計算機模擬是一種根據(jù)實際體系在計算機上進行的模擬實驗。通過將模擬結(jié)果與實際體系的實驗數(shù)據(jù)進行比較，可以檢驗?zāi)Ｐ偷臏蚀_性，也可以檢驗出模型導(dǎo)出的解析理論所作的簡化近似是否成功，還可為現(xiàn)實模型和實驗室中無法實現(xiàn)的探索模型做詳細的預(yù)測并提供方法。3 材料與工藝過程的優(yōu)化及自動控制材料加工技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在控制技術(shù)的飛速發(fā)展，微機和可編程控制器(PLC)在材料加工過程中的應(yīng)用正體現(xiàn)了這種發(fā)展和趨勢。在材料加工過程中利用計算機技術(shù)不僅能減輕勞動強度，更能改善產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，提高產(chǎn)量。用計算機可以對材料加工工藝過程進行優(yōu)化控制。例如在計算機對工藝過程的數(shù)學模型進行模擬的基礎(chǔ)上，可以用計算機對滲碳滲氮全過程進行控制。在材料的制備中，可以對過程進行精確的控制，例如材料表面處理(熱處理)中的爐溫控制等。計算機技術(shù)和微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)相結(jié)合，使工藝設(shè)備、檢測手段的準確性和精確度等大大提高。控制技術(shù)也由最初的簡單順序控制發(fā)展到數(shù)學模型在線控制和統(tǒng)計過程控制，由分散的個別控制發(fā)展到計算機綜合管理與控制，控制水平提高，可靠性得到充分保證。4 計算機用于數(shù)據(jù)和圖像處理材料科學研究在實驗中可以獲得大量的實驗數(shù)據(jù)，借助計算機的存儲設(shè)備，可以大量保存數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行處理(計算、繪圖，擬合分析)和快速查詢等。材料的性能與其凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)有密不可分的關(guān)系，其研究手段之一就是光學顯微鏡和電子顯微鏡技術(shù)，這些技術(shù)以二維圖像方式表述材料的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)。利用計算機圖像處理和分析功能就可以研究材料的結(jié)構(gòu)，從圖像中獲取有用的結(jié)構(gòu)信息，如晶體的大小，分布，聚集方式等，并將這些信息和材料性能建立相應(yīng)的聯(lián)系，用來指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的
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