计算机在材料科学与工程中的应用_概述
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嘿，大家好，今天咱们聊聊计算机在材料科学与工程中的应用。
听起来有点高大上对吧？但别担心，我们把它讲得简单明了，轻松愉快！想象一下，材料科学就像一位魔法师，能把普通的东西变得超厉害。
而计算机就像是这位魔法师的小助手，帮他把各种奇妙的想法变成现实。
你看看，咱们身边的材料，有些是轻如羽毛，有些则坚不可摧，背后可都离不开计算机的功劳。
大家一定在想，材料科学到底是干嘛的？它就是研究各种材料的性质、结构和应用。
像咱们平常用的金属、塑料、陶瓷，还有那些新型材料，都是这门学科的“好朋友”。
而计算机的加入，那真是如虎添翼。
计算机模拟技术可以让科学家们在虚拟环境中试验不同的材料组合，省去不少时间和资源。
想象一下，以前得在实验室里弄一大堆材料，花时间做测试，现在只需在电脑前点几下，嘿，一切都可以在屏幕上完成，真是省心又高效！有趣的是，计算机不仅能帮咱们设计材料，还能预测它们的性能。
你可以把它想象成一个高明的算命师，能告诉你这块材料会不会在压力下变形，或者在高温下会不会融化。
这样一来，工程师们就能做出更靠谱的选择，避免那些“踩雷”的情况。
比如说，想象一下，如果没有计算机的帮助，咱们的手机可能会因为材料不耐高温而炸掉，那可真是惨了！可别小看这技术，有时能救命呢。
计算机的算法越来越聪明，能分析的数据量也越来越大。
这就像你打麻将时，能算出哪张牌是最好的选择，给你指路。
通过分析大量的实验数据，计算机可以识别出材料的潜在优缺点，帮助研究人员快速找到最佳方案。
更重要的是，咱们现在的材料设计不再是“一锤子买卖”，而是变得更加灵活多样。
比如，某种合金在某种条件下表现出色，但在另一些条件下可能就不行。
这时候，计算机可以提供实时反馈，帮助科学家调整实验方向，真是聪明得不得了！说到这里，咱们再来聊聊那一堆新材料。
近年来，碳纳米管、石墨烯等材料的崛起可谓是一场材料革命。
听说过这些名字吗？那可是未来的希望，轻便、强度高，应用前景无限。
材料科学中计算机技术的应用
材料科学中计算机技术的应用材料科学是一门研究材料性能、结构和制备方法的学科。
随着计算机技术的发展和进步，计算机技术在材料科学中的应用越来越广泛，并且在科学研究、材料设计和制备、材料性能模拟等方面发挥着重要作用。
下面将详细介绍计算机技术在材料科学中的应用。
一、材料建模和模拟计算机技术在材料科学中广泛应用于材料的建模和模拟。
通过数学模型和计算方法，可以模拟并预测新材料的性能、结构以及制备过程，为材料设计和优化提供科学依据。
例如，材料科学家可以使用分子动力学模拟方法研究原子或分子的运动规律，以及宏观性质的变化规律；通过量子力学计算，可以探索材料的电子结构和能带特性；通过有限元分析，可以研究材料的力学性能和变形行为。
计算机技术有效地提高了材料模拟的精度和效率，为材料研究和设计提供有力支持。
二、材料数据分析和挖掘随着材料科学研究的深入，材料数据的量级和复杂性不断增加。
计算机技术在材料数据分析和挖掘中发挥着重要作用。
通过数据挖掘和机器学习方法，可以从大量的材料数据中发现规律和趋势，并用于材料设计和高通量材料筛选。
例如，利用大数据技术，可以挖掘和分析材料的晶体结构数据库，发现新的材料组成和结构；通过分类和回归模型，可以预测材料的性能，并优化材料的配方。
计算机技术的应用使得材料数据分析更加高效和准确，为材料研究提供了新的途径和方法。
三、材料制备与工艺模拟材料制备是材料科学研究的关键环节之一，计算机技术在材料制备与工艺模拟中发挥着重要作用。
通过计算机模拟方法，可以模拟材料的制备过程和工艺参数的优化，为材料制备提供科学依据。
例如，利用计算流体动力学方法，可以模拟材料的熔体流动和凝固过程，优化工艺参数，改善材料的组织和性能；通过有限元分析，可以研究材料的热力学和力学行为，为材料制备提供优化方案。
计算机技术的应用使得材料制备与工艺模拟更加精确和可控，提高了材料的质量和性能。
四、材料设计和优化材料设计是将材料的性能和结构与目标进行匹配和优化的过程。
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》论文玉天雪 材料科学与工程 21207061009计算机作为一种现代工具在材料科学与工程中的应用已越来越广泛，从而极大地促进和推动了材料科学与工程研究的深入和发展。
本书立足“材料科学与工程”一级学科，系统介绍了计算机在材料科学与工程中的应用，使读者初步掌握如何在材料科学与工程的学习及研究中更好地利用计算机这一工具。
本书的最大特点在于注重理论知识讲解的同时，结合计算机在材料科学与工程中的应用实例讲解来培养学生的实际动手能力和创新意识。
如今此门课程已经结课，作为这门课的重点是我们对Origin 软件的使用。
现在就以几幅图简单描述Origin 软件的使用。
我所作的三幅图是以我国2000至2005年人口总数为基本衍伸出人口之间的关系，主要介绍2000至2005年人口总数变化、2000年至2005年城镇人口与乡村人口之间的比较以及城镇人口增长率与乡村人口的下降率。
1、2000年至2005年人口总数变化126000127000128000129000130000131000年份我国人口总数变化此图的做法是打开Origin 软件，在默认的两列中第一列输入年份，第二列输入人口数，之后左击靠左一列拖至右边一列，右击鼠标右键，然后点击PLOT 之后选择Line+Symbol ，然后作出点线图，之后根据数据要求将图中的A 、B 等字母改为汉字，注意要将字体改为宋体才能将字母修改成汉字，之后双击坐标轴找到Title&Format ，然后选择上、右两个坐标轴，点击Show Axis&Tick 打上勾，然后将右侧的Major 和Minor 都选择到None 。
这样图形就封闭起来了。
此图即做出来了。
2、2000年至2005年城镇人口与乡村人口比较3000060000人数/万人年份此图的做法是首先将光标移到最初两列靠右的一列，之后右击鼠标点击insert，添加到总共五列，第一列是年份数据，第二列是城镇人口数据，第三列和第四列全部为零，第五列为乡村人口数据，首先将前三列作出点击Column作出城镇人口柱状图，之后双击击图左上角的1样式，点开图列选择x和另外两列作出乡镇人口柱状图，依次改变将A、B改为年份和人数，之后按照第一幅图的形式将坐标轴封闭起来，还有为了区别两个柱状图，选择其中的一个柱状图，双击此柱状图找到Pattern找到Patter然后选择其中的一个图样，这个图样需要区别于第一个柱状图图样，之后将上面表示各个柱状图图层的字母分别改成城镇人口和乡村人口字样即可。
计算机在材料科学与工程中的应用
以x*求出发f(x*)后与f(xn)和f(xn+1)比较， 照例以f(x*)代替f(xn)和f(xn+1)中的同号者。 如果f(x*)不十分接近零，在重复上述步骤， 直到收敛到满意程度。
试位法的几何解释
• y
•
o
x1 x3 x4 x2
计算流程图
在x的等距分点上找出使f(xn)与f(xn+1)异号的xn和xn+1
x 3 x 1 这时迭代函数就变为：
2 1 x 1，而 x 1 3 , 3 3 ‘
迭代流程图
•
开始 读入x0,N, n=1 X1=(x0) |x1-x0|< n等于N 打印失败标志 结束
计算结果
• • • • • • n 0 1 2 3 4 xn 1.5 1.35721 1.33086 1.32588 1.32494 n
②在热工方面，主要是窑炉方面的计算机模拟，现在可以将三
传一反应（传质、传热、动量传递、燃料燃烧）结合在一起计 算，达到了气、固、液体的耦合计算，对物理现象本质描述的 更加完善和细致，比较真实地反映实际现象的数学描述模型， 利用计算机模拟。模拟结果，可以指导窑炉设计和生产。
(2)过程控制
过程控制（Process Control）是为达 到规定的目标而对影响过程状况的变量所 进行的操纵。
那么:
f xn xn 1 xn sxx
几何解释
曲线f(x)上的横坐标为xn的点记 Y 为Pn,则差商为:
f x n f x n 1 x n x n 1
y=f(x)
Pn-1
Pn x0 xn+1 xn xn-1
表示玄线Pn-1Pn的斜率,容易看出:
[材料科学,计算机,技术]计算机技术在材料科学中的应用
![[材料科学,计算机,技术]计算机技术在材料科学中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/10c4f200360cba1aa911da8e.png)
计算机技术在材料科学中的应用摘要：现如今，我国各产业都朝向精细化和完整化的趋势发展，因此计算机技术的应用必不可少，且对其需求不断提高。
另一方面，应用于各领域的材料科学也逐渐引起人们的重视。
在此背景下，本文综合分析讨论了计算机在材料科学中的应用领域，及其实际应用的方向，以期进一步推进计算机在材料科学中的发展。
【关键词】计算机材料科学应用计算机作为电子信息时代的基本工具，在我们生活的各个领域均起着极为重要的作用，在材料科学的相关研究中发挥的作用也越来越重要，例如钢铁行业的测量高炉内的温度、监控高炉内流体的运动以及对高炉使用寿命的推测等都依赖于计算机的操控。
现如今我国各产业大多向精细化和完整化的趋势发展，对计算机的需求不断提高。
由此，不难看出计算机在材料科学中的应用有着广阔的前景。
那么，如何充分利用计算机使材料科学的研究发展达到一个新的高度呢?这就要求我们对计算机、材料科学以及二者关系有充分的认知，并认真分析探索计算机在材料科学研究领域的应用方向，结合计算机的优势，更好地发展材料科学。
1 计算机在材料科学中的应用领域1.1 计算机用于新材料的设计通常情况下，新材料的设计与制作是通过理论分析和计算，对新材料的组成成分、结构外观及性能等方面进行预报，然后结合材料设计方案制作具有特定性能或结构的新材料。
材料设计主要通过多次重复实验，进行大面积筛选的方式来完成的，时间周期较长，且大量消耗人力、物力。
因此，运用人工智能方法识别计算机中预先建立的知识库、数据库，归纳大批量的物理化学理论和实验资料，并以此作为理论辅助，再结合实验验证的手段进行材料设计的方法受到人们的青睐，是材料科学领域内进行研究探索的主要方向。
材料设计按照空间尺寸以及设计的对象，通常分为微观设计层次、介观设计层次、宏观设计层级三个层级。
其中，微观设计层次的尺度大致为1nm数量级，属于电子、原子或分子层次的微观结构设计;介观设计层次的尺度大致为1um数量级;宏观设计层级的尺度与宏观材料相对应。
计算机技术在材料科学中的应用
《计算机技术在材料科学中的应用》随着科学技术的不断发展，计算机技术在各个领域的应用也日益广泛，其中包括材料科学领域。
计算机技术的发展使得在材料科学研究中更加便捷和有效，为材料研发和设计提供了全新的途径和方法。
本文将通过全面的评估，探讨计算机技术在材料科学中的应用，帮助读者更深入地了解这一主题。
一、计算机模拟在材料科学中的应用1.原子层面的模拟计算机技术可以模拟原子层面的材料结构和性质，利用分子动力学模拟等方法，研究材料的结构、热力学性质、动力学行为等。
通过这些模拟可以更好地理解材料的微观结构和性能，为新材料的设计和研发提供重要的参考。
2.材料表征与成像计算机技术可以实现对材料的表征与成像，通过原子力显微镜、透射电子显微镜等技术，对材料的微观结构和表面形貌进行模拟和重建，帮助科研人员更好地理解材料的特性和表现形态。
3.晶体结构预测通过计算机模拟的方法，可以对晶体结构进行预测和优化，提高新材料的研发效率，并且发现一些在实验中难以获得的新材料结构。
二、材料设计和优化中的计算机辅助方法1.材料数据库与大数据分析计算机技术可以建立和维护大规模的材料数据库，通过对大数据的分析和挖掘，挖掘一些潜在的新材料组成和性能规律，提高新材料的发现效率。
2.晶体工程与材料优化计算机辅助的晶体工程和材料优化方法，可以通过高通量计算和机器学习等技术，实现对材料性能和构造的优化，提高材料的性能和可靠性。
三、个人观点和总结从上述内容可见，计算机技术在材料科学中的应用已经成为材料科学研究的重要手段。
通过计算机技术的应用，我们可以更加深入地理解材料的微观结构和性能，为新材料的设计和研发提供全新的途径和方法。
然而，在材料科学研究中，计算机技术的应用也面临一些挑战，比如模拟精度、数据挖掘的准确性等方面需要进一步完善。
计算机技术的应用为材料科学研究带来了巨大的推动力，相信随着技术的不断进步，计算机技术在材料科学中的应用将会有更加广阔的发展前景。
计算机在材料科学中的应用上机实验
计算机在材料科学中的应用上机实验计算机在材料科学领域的应用已经成为研究人员和工程师的重要工具。
使用计算机进行上机实验，可以帮助研究人员更好地理解材料性能和行为，并加速材料设计和开发的进程。
下面将介绍计算机在材料科学中的几个重要应用。
1.材料建模与仿真计算机可以用于材料建模和仿真，通过计算模拟材料性能的变化。
例如，分子动力学模拟可以用于研究原子或分子水平上的材料行为，从而揭示材料的力学性能和热力学性质。
此外，密度泛函理论计算可以用于预测材料的电子结构和光学性质。
这些模拟和计算能够帮助研究人员更好地理解材料的性质，在设计新材料时提供重要的指导。
2.材料性能优化通过计算机仿真，可以进行材料性能的优化。
使用材料属性数据库和机器学习算法，可以通过计算预测材料的性能，并为材料设计和优化提供指导。
例如，通过计算机辅助设计和优化，可以预测材料的力学性能、热电性能和光学性能等，并选择合适的工艺和材料组成来满足特定需求。
这种计算辅助的材料设计方法能够减少实验试错和成本，加快材料开发的速度。
3.界面与相互作用研究计算机模拟可以用于研究材料间的相互作用和界面性能。
例如，通过分子动力学模拟可以研究材料的界面结构和界面力学性能，为多相材料的设计和开发提供指导。
计算机还可以模拟材料的界面和表面反应，研究材料的腐蚀行为和氧化反应等。
通过计算机模拟的研究，可以深入了解材料的界面行为和相互作用机制，从而提高材料的表面性能和应用效果。
4.材料制备和工艺优化计算机在材料制备和工艺优化方面也有重要的应用。
通过计算机模拟可以预测材料在不同制备条件下的结构和性能变化，帮助工程师选择合适的制备工艺参数。
例如，通过计算机模拟可以优化材料的晶体生长过程，从而获得高质量的晶体。
此外，计算机还可以模拟材料的熔融过程、液滴形成和纳米颗粒的生长等，为材料的制备和工艺优化提供重要的指导。
综上所述，计算机在材料科学中的应用上机实验具有重要意义。
通过计算机模拟和计算，可以深入研究材料的性能和行为，加快材料设计和开发的进程。
计算机在材料科学中的应用
计算机在材料科学中的应用材料科学作为一门跨学科的科学，涉及物质的结构、性能和制备等方面，其发展对于人类社会的发展起着至关重要的作用。
随着计算机技术的不断发展，计算机在材料科学中的应用也日益广泛。
本文将就计算机在材料科学中的应用进行探讨。
首先，计算机在材料模拟方面发挥着重要作用。
材料的性能往往与其微观结构密切相关，而材料的微观结构又往往十分复杂，难以直接观测和理解。
通过计算机模拟，可以对材料的微观结构进行精确的建模和仿真，从而揭示材料的性能与结构之间的内在联系。
这种基于计算机的模拟方法，为材料科学的研究提供了全新的思路和手段。
其次，计算机在材料设计方面也发挥着重要作用。
传统的材料设计往往是基于试验和经验进行的，这种方法存在着成本高、周期长、效率低等问题。
而借助计算机的强大计算能力和智能算法，可以对材料的组成、结构和性能进行精确的计算和预测，从而加快材料设计的速度，降低材料研发的成本，提高材料的性能。
另外，计算机在材料制备方面也发挥着越来越重要的作用。
现代材料制备往往涉及复杂的工艺和工程问题，而计算机辅助制造（CAM）技术的发展，使得材料的制备过程变得更加精确、高效和可控。
通过计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术，可以实现对材料制备过程的精确控制和优化，从而提高材料制备的质量和效率。
最后，计算机在材料性能评价和预测方面也发挥着重要作用。
材料的性能评价往往需要进行大量的试验和测试工作，这不仅成本高昂，而且耗时耗力。
而通过计算机的数据处理和分析能力，可以对材料的性能进行快速、准确的评价和预测，为材料的选择和应用提供科学依据。
总之，计算机在材料科学中的应用，不仅为材料科学的研究提供了新的思路和手段，而且为材料的设计、制备、评价和预测等方面带来了革命性的变革。
随着计算机技术的不断发展和进步，相信计算机在材料科学中的应用将会发挥越来越重要的作用，推动材料科学的发展迈上一个新的台阶。
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多学科交叉的新兴科学。它与许多基础学 科有着不可分割的联系，如固体物理学、 电子学、光学、声学、量子化学、数学与 计算机等。 一门发展不成熟的学科，它的研究很大程 度依赖于实验和经验的积累，系统的研究 材料还有一个很长的过程。
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1.2 计算机在MSE中的应用
计算机硬件条件的飞速发展为计算机在材料科学中的广泛应用提供了 有力保证。 有力保证。
美国国家研究院材料科学与工程委员会 年代的材料科学与工程： 《90年代的材料科学与工程：在材料时代保持竞争力》 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、 四个要素（性质与现象、使用性能、结构与成分、合成 与加工） 与加工） 两个关键（仪器设备和分析建模） 两个关键（仪器设备和分析建模）
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先进锻造工艺计算模拟
锻造=打铁？？No！！ 打铁？？ 锻造加工的悠久历史 锻造 打铁？？ ！！
如何加工大型巨轮中的大型曲轴曲拐呢？ 如何加工大型巨轮中的大型曲轴曲拐呢？
23
曲拐加工工艺的计算机模拟
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工艺的模拟和工厂试制的比较
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对一个大型压力容器件的加工模拟过程， 对一个大型压力容器件的加工模拟过程，用计算模拟的结果来指导生产 已经取得了很好的效果！ ，已经取得了很好的效果！
7、材料科学中计算机的应用-----乔宁（中国纺织出版社 、材料科学中计算机的应用 乔宁（ 乔宁 中国纺织出版社,2007） ） 8、计算机在材料科学与工程中的应用—张朝晖（中南大学出版社 、计算机在材料科学与工程中的应用 张朝晖 中南大学出版社,2008） 张朝晖（ ）
2
目 录
第一章 计算机在材料与工程中的应用概述 第二章 材料科学与工程中数据的计算机处理（原理、方法以及计算 材料科学与工程中数据的计算机处理（原理、 机的实现） 机的实现） 第三章 材料科学研究中office软件的应用 材料科学研究中office office软件的应用 第四章 人工神经网络 第五章 材料科学中的图形软件 第六章 材料数据库及专家系统 第七章 Internet与材料科学 Internet与材料科学
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第1章 计算机在材料科学与工程中应用概述
1.1 材料科学与工程(MSE) 1.1.1 材料的作用与分类
材料是人类社会 材料是人类社会 发展的里程碑， 发展的里程碑， 是人类生产和生 活水平提高的物 质基础， 质基础，是现代 文明进步的重要 标志和发展高新 技术的基础和先 导。 石器时代 铜器时代 铁器时代 当代文明三大支柱（ 世纪 世纪60年 当代文明三大支柱（20世纪 年 代说法）：材料、 ）：材料 代说法）：材料、能源和信息 新技术革命主要标志（ 新技术革命主要标志（ 20世纪 世纪 70年代说法）：新材料、信息技 年代说法）：新材料、 年代说法）：新材料 术和生物技术
3
本课程在教学计划中的地位、 本课程在教学计划中的地位、作用和任务
本课程是一门专业基础课。 课程教学所要达到的目的： 了解计算机技术及网络技术在材料科学 研究中的应用； 初步掌握在材料科学研究领域中更好地 应用计算机的思路、方法和原理； 初步将计算机用于后续专业课程学习和 专业设计中去。
4
考核方式： 考核方式： 查阅一篇计算机在材料科学与工程中应用 的文献； 上机考试。
Moore定律 （1965）： 计算机的CPU速 度每1.5年增加 一倍。
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计算机在MSE的应用非常广泛。 材料科学是研究材料的组成与结构、合 成与制备、性能与应用以及它们之间 相互关系的一门科学,在所有的这些方 面,计算机都发挥了非常重要的作用。
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1.2.1计算机模拟技术用于材料行为工艺研究
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计算模拟技术已应用于材料行为工艺研究的 各个方面，包括材料组织结构的计算机模拟、 材料热处理计算机模拟、材料腐蚀与防护的 计算模拟、铸造过程计算机模拟、材料塑性 成形过程计算机模拟、材料焊接过程计算机 模拟等。
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模拟的主要目的是将理论与实验工作直接结合起来。 模拟的主要目的是将理论与实验工作直接结合起来。首先是建 是将理论与实验工作直接结合起来 立模型，这个模型要有一个可靠的理论基础， 立模型，这个模型要有一个可靠的理论基础，考虑世界的真实 基于理论的模型才能够预测实验行为， 性。基于理论的模型才能够预测实验行为，也才能够使实验者 根据现代理论解释实验结果。反过来， 根据现代理论解释实验结果。反过来，模拟进一步完善理论和 实验研究。也就是说模拟离不开理论和实验，它们相互影响、 实验研究。也就是说模拟离不开理论和实验，它们相互影响、 相互促进。例如， 相互促进。例如，可以通过模拟计算出一个传统的加工工艺为 什么会出现问题，然后结合理论知识改进工艺方案， 什么会出现问题，然后结合理论知识改进工艺方案，最后通过 实际生产来验证改进的模拟结果，进一步也验证了所用模型、 实际生产来验证改进的模拟结果，进一步也验证了所用模型、 理论的合理性。 理论的合理性。 计算模拟架起了从微观到宏观，从基础研究到工程应用的桥梁。 计算模拟架起了从微观到宏观，从基础研究到工程应用的桥梁。 小到原子分子，大到飞机航母等尺度的材料行为都能通过不同 小到原子分子， 的模拟方法进行计算模拟。甚至随着材料科学和计算机的发展， 的模拟方法进行计算模拟。甚至随着材料科学和计算机的发展， 能实现多尺度的耦合模拟，毋庸置疑， 能实现多尺度的耦合模拟，毋庸置疑，这大大扩宽了人类认识 的眼界。 的眼界。
材料是用 材料是用 以制造有 用物件的 物质
6
材 料 的 分 类
金属材料 无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料 结构材料 功能材料 建筑材料 能源材料 电子材料 耐火材料 医用材料 耐火材料
7
1.1.2 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。
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计算模拟技术是一种根据实际体系在计算机上进行 的模型试验，通过将模拟结果和实际体系的实验数 据进行比较，可以检验模型的正确性，也可以检验 由计算模型得到的解析理论所作的简化近似是否成 功。在模型体系上获得的相关信息一般比在实际体 系上通过实验得到的信息更多。在很多情况下，计 算机模拟可以部分地取代实验。另外，计算机模拟 对于理论的发展具有重要的支撑作用，它们为现实 模型和实验室中无法实现的探索模型提供了一种行 之有效的研究方法，如材料在超高压力和温度条件 下相变，材料在超高速冲击条件下的损伤与失效等， 都可以借助计算机模拟技术进行详细研究。
8
四个要素
Performance 使用性能
Composition & Processing 成分与工艺
Properties 材料性能.
Structure 组织结构
Source: Materials Science and Engineering for the 1990s, NRC, 1989
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MSE特点：
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其它加工过程的模拟
钻孔 横楔轧 晶粒演化
齿轮架
感应加热
连杆
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显微组织模拟
图中显示了计算 机模拟的不同时 刻的凝固枝晶形 貌图，不同的颜 色代表不同的浓 度分布。这样显 微组织形核、生 长等过程也将实 现“可视化”！
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三维等轴树枝晶形貌的模拟
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1.2.2 计算机技术用于材料数据库和知识库 由于工程材料的种类繁多，而每一种材料都 有其特定的成分、结构及性能，因此所有工 程材料的成分、结构及性能就构成了一个庞 大的信息系统，为了便于材料工作者查询和 研究，有必要建立各种类型的材料数据库。 目前已建立了许多不同类型的材料数据库， 如中科院金属所的材料数据库 /SDB
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美国材料性能数据库 美国国家标准研究所(NIST)材料数据库 /srd/materials.htm 日本国立材料科学研究所材料数据库 http://mits.nims.go.jp/db_top_eng.htm Matweb材料性能数据库
计算机在材料科学与工程中的应用 Computer in MSE（Material （ Science and Engineering） ）
1
主要参考资料
1、计算机在材料科学与工程中的应用---杨明波 胡红军 唐丽文（化学工 、计算机在材料科学与工程中的应用 杨明波 唐丽文（ 业出版社,2008） ） 业出版社 2、计算机在材料工程中的应用---汤爱涛 (重庆大学出版社 、 重庆大学出版社,2008) 汤爱涛 重庆大学出版社 3、计算机在材料科学与工程中的应用--- 曾令可 武汉理工大学出版社 、 曾令可(武汉理工大学出版社 武汉理工大学出版社,2004) 4、计算机在材料科学中的应用-----许鑫华（机械工业出版社 、 许鑫华（ 许鑫华 机械工业出版社,2003） ） 5、计算机在材料科学与工程中的应用-----刘兴江（东北大学出版社 、 刘兴江（ 刘兴江 东北大学出版社,2007 ） 6、计算机在材料科学中的应用-----李琼（电子科技出版社 、 李琼（ 李琼 电子科技出版社,2007） ）
材料行为工艺的计算模拟是指利用计算机对真实的 系统进行模拟实验，提供材料在某种工艺条件下的 行为变化规律。如对材料相变、对材料成型过程、 对材料在冲击载荷下的计算机模拟等。采用计算机 模拟技术进行材料研究的优势在于它不但能够模拟 各类实验过程，了解材料的内部微观性质及其宏观 力学行为，并且在没有实际制备加工出这些新材料 之前就能预测它们的性能，为设计优异性能的新型 材料提供强有力的理论指导，同时可避免大量的实 验工作，提高材料研究的效率，降低工作强度，节 省研究经费。
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知识库主要是材料成分、组织、工艺和性能间的关系 以及材料科学与工程的有关理论成果，它是实现人工 智能的基本条件。实际上知识库就是材料计算设计中 的一系列数理模型，用于定量计算或半定量描述的关 系式的总和。数据库中存储的是具体的数据值，它只 能进行查询，不能进行推理。而知识库中存储的是规 则、规律，通过数理模型的推理、运算，以一定的可 信度给出所需的性能等数据；也可以利用知识库进行 成分和工艺控制参量的计算设计。利用数据库和知识 库可以实现材料性能的预测功能和设计功能，达到设 计的双向性。