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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料的发展与计算机的关系计算机在材料工程中的应用摘要介绍计算机的于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，
2、为材料设计的实施提供于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法。行之有效的技术和方法。技术在材料科学研于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者通
3、过理论与设计来“订做”具有特定性能指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法。究中应用领域。探讨计算机在材料科学研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究、开发与应用。计算机的具体应用。关键词计算机技术材料科学应用材料科学是一门实验科学，实验是制备新材料和测定其结构和性能的直接手段
4、。而由于计算机技术、计算理论的迅速发展，许多更加复杂、大型的计算成为可能，使得在材料研究领域采用计算方法来研究材料的结构和性能，并指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接成形、高分子材料成形、粉末冶金成形、复合材料成形等各种材料成形工艺领域。计算机模拟技术在材料成形加工中的应用,使材料成形工艺从定性描述走向定量预测,为材料的加工及新工艺的研制提供理论基础和优选方案,从传统的经验试于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应
5、用于包括材料液态成形、塑性成形、连接研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法。错法,推进到以知识为基础的计算试验辅助阶段,对于实现批量小、质量高、成本低、交货期短、生产柔性、环境友好的未来制造模式具有重要的意义。计算机模拟是未来材料成形制备工艺的必由之路,其发展趋势是多尺度模拟及集成。一计算机在材料科学中的应用领域1.计算机用于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料
6、的组分、结构与性能，或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能的新材料，按生产要求设计最佳的制备和加于新材料的设计材料设计是指通过理论与计算预报新材料的组分、结构与性能，或者通过理论与设计来“订做”具有特定性能指导实验研究成为一种新的研究方向。计算机模拟技术已广泛应用于包括材料液态成形、塑性成形、连接研究领域中的具体应用。借助于计算机可推动材料研究构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法。工方法。材料设计按照设计对象和所涉及
7、的空问尺寸可分为电子层次、原子分子层次的微观结构设计和显微结构层次材料的结构设计。材料设计主要是利用人工智能、模式识别、计算机模拟、知识库和数据库等技术，将物理、化学理论和大批杂乱的实验资料沟通起来，用归纳和演绎相结合的方式对新材料的研制作出决策，为材料设计的实施提供行之有效的技术和方法。2.材料科学研究中的计算机模拟利用计算机对真实系统模拟实验、提供模拟结果，指导新材料研究，是材料设计的有效方法之一。材料设计中的计算机模拟对象遍及从材料研制到使用的过程，包括合成、结构、性能制备和使用等。计算机模拟是一种根据实际体系在计算机上进行的模拟实验。通过将模拟结果与实际体系的实验数据进行比较，可以检验
8、模型的准确性，也可以检验出模型导出的解析理论所作的简化近似是否成功，还可为现实模型和实验室中无法实现的探索模型做详细的预测并提供方法。3材料与工艺过程的优化及自动控制材料加工技术的发展主要体现在控制技术的飞速发展，微机和可编程控制器(PLC)在材料加工过程中的应用正体现了这种发展和趋势。在材料加工过程中利用计算机技术不仅能减轻劳动强度，更能改善产品的质量和精度，提高产量。用计算机可以对材料加工工艺过程进行优化控制。例如在计算机对工艺过程的数学模型进行模拟的基础上，可以用计算机对渗碳渗氮全过程进行控制。在材料的制备中，可以对过程进行精确的控制，例如材料表面处理(热处理)中的炉温控制等。计算机技术
9、和微电子技术、自动控制技术相结合，使工艺设备、检测手段的准确性和精确度等大大提高。控制技术也由最初的简单顺序控制发展到数学模型在线控制和统计过程控制，由分散的个别控制发展到计算机综合管理与控制，控制水平提高，可靠性得到充分保证。4计算机用于数据和图像处理材料科学研究在实验中可以获得大量的实验数据，借助计算机的存储设备，可以大量保存数据，并对这些数据进行处理(计算、绘图，拟合分析)和快速查询等。材料的性能与其凝聚态结构有密不可分的关系，其研究手段之一就是光学显微镜和电子显微镜技术，这些技术以二维图像方式表述材料的凝聚态结构。利用计算机图像处理和分析功能就可以研究材料的结构，从图像中获取有用的结构
10、信息，如晶体的大小，分布，聚集方式等，并将这些信息和材料性能建立相应的联系，用来指导结构的研究。二计算机的具体应用(1)液态金属充型过程的计算机数值模拟金属液充型过程数值模拟的研究中多数采用SO-LA-VOF(SolutionAlgorithm)法为基础,引入体积函数处理自由表面,并在传热计算和流量修正等方面进行研究改进。有的研究在对层流于新材料的设计第一章绪论计算机在材料科学中的发展我国计算机和微电子技术在热处理领域的应用起步于80年代初。80年代初期和中期,先后有机械部第三设计研究院研制了井式渗碳炉微机控制系统,上海交通大学研究和开发出微机可控渗碳工艺和设备系统,西安理工大学研制开发出重载
11、齿轮深层渗碳计算机模拟控制技术与设备,北京机电研究所和北京工业大学分别研究开发出热处理数据库技术,北京机电所研制推出了JST型微机控制淬火介质冷速测定仪等成果问世并应用于工业生产实践1。由于微型计算机和微电子技术的迅猛发展和价格的降低,计算机和微电子技术的应用日益普及。人们认识到,计算机与微电子技术对热处理技术进步的重要意义在于它是开发知识和利用知识的强有力工具。计算机与微电子技术的应用已创造出许多高度知识密集型的热处理新技术和新方法,使热处理技术不断发生质的飞跃。近20年来,计算机和微电子技术在热处理工业领域的应用不断深入和扩展,主要涉及以下6个方面。第二章计算机在材料科学中的运用计算机模拟
12、技术基于偏微分方程数值解,计算传热学、相变动力学定量计算温度2相变2应力三者之间的耦合、其流动力学计算软件、热处理数据库等一系列基础工作的进展,热处理计算机模拟在近20年间迅速发展。从加热过程、淬火冷却、感应加热及高能密度热处理等计算机模拟的成果可以看出,它具有高效、逼真、全面地反映热处理过程中各种变化规律的优点。与实验测试技术相辅相成,计算机模拟可以极大地扩展实测数据所提供的信息,构成功能强大的“实验室”和“生产试验基地23”。随着计算机模拟技术的进一步发展和推广应用,热处理技术终将摆脱凭经验和粗略的定性估算进行生产的落后状态,而向着精确预测和严格定量控制的方向飞跃。从我国历届计算机应用学术
13、会议和学术年会及金属热处理学术刊物介绍的热处理计算机模拟技术(HTCS)研究开发成果和应用可以看出,HTCS技术始终是热处理计算机和微电子技术应用的主流,成果累累,应用面广,其发展势头至今依然强劲不衰。CAD技术计算机数值模拟(数学模型)技术使计算机成为功能强大,效率极高的“实验室”,输入必要的实测数据(导热系数、换热系数、比热、比容、相变动力学特征数据、相变潜热、弹性模量、屈服强度、导磁率、电阻率、扩散系数、传递系数等)就能模拟各种热处理过程中工件内部的瞬态温度场,组织变化、内应力或渗层浓度变化等复杂现象,成为最佳热处理工艺计算机辅助设计(CAPP)的基础。同时,依据生产工件的特殊要求和数据
14、等设计功能软件,和上述CAPP基础软件结合,形成热处理工艺CAPP技术。应用计算传热学数值模拟技术和热处理设备主要参数计算的数学模型以及元器件、材料等的选择系统软件等,就构成了热处理设备CAD技术。可以求出热处理设备主要技术参数如几何尺寸、电炉丝设计及型号选择等,配合计算机绘图仪便可输出设备图纸资料等。伴随着计算机模拟技术、数据库和专家系统、计算传热学图形技术的发展,热处理工艺CAD技术和热处理设备CAD技术迅速发展,几乎伸向热处理技术的所有领域45。如数据CAD处理技术,三维温度场模拟优化加热CAD技术,淬透性模拟技术和CAD系统开发,工件淬火冷却过程CAD设计,热处理生产在线控制与质量管理
15、的CAD技术,热处理电炉CAD技术,真空热处理炉的CAD技术,推杆式连续气体渗碳自动线渗碳工艺CAD设计及控制系统,箱式电炉电热元件的CAD设计,笼框式电热辐射管CAD设计,厚钢退火的CAD技术,感应加热设备CAD技术,以及金相图像分析评定CAD技术等等。可以认为,计算机模拟技术和CAD技术是计算机应用技术的核心和主导技术,许多新技术是上述技术的延伸和扩展,计算机和微电子技术在热处理技术中的应用和融合。迄今为止,热处理计算机模拟技术和热处理CAD技术仍然是最有活力、应用最广、数量众多、技术经济效益巨大的两大支柱。过程控制技术和网络系统在建立了数学模型对热处理工艺过程进行数值模拟的基础上,辅以热处理生产中各种物理量参数(亦有少量化学参量转换为电参数)的传感器检测装置以及热处理生产工序运动的程序控制软件,就组成了热处理工艺过程控制系统(控制软件和设备、传感器,仪表的结合体)。当前的热处理计算机网络除包括中央计算机和各单元外,一般还包括功能强大的数据库和专家系统,可以为网络的各个工作点(终端)提供更多的服务,具有更多的功能,其作用已远远超出了最初的控制和管理功能,而且其发展日新月异,丰富多彩69。第三章计算机应用环境分析计算应用的环境热处理过程控制系统如井式渗碳炉分布式计算机控制系统,气体渗碳过程控制系
