材料學的多尺度模擬與套用，是科學出版社2021年出版的一本圖書，作者是周志敏,劉永利
基本介紹
- 中文名：材料學的多尺度模擬與套用
- 作者：婁玉鈴
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030648716
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書側重介紹凝固、形變、再結晶、低維材料行為等材料科學與工程領域典型過程的多尺度模擬方法、理論及套用，對涉及的溫度場、應力-應變場、位錯動力學和微觀組織演變等的數理建模、模擬計算及人工智慧套用等進行了較詳細的介紹，涉及巨觀至電子各（多）尺度上的建模和模擬方法。本書主要內容如下：緒論、金屬塑性成形過程的智慧型分析與最佳化設計、合金凝固過程的多尺度模擬、形變再結晶過程的多尺度模擬、位錯動力學過程的多尺度模擬、合金微形變的多尺度模擬、薄膜沉積生長和刻蝕反應的模擬。
圖書目錄
前言
第1章 緒論 1
參考文獻 5
第2章 金屬塑性成形過程的智慧型分析與最佳化設計 7
2.1 塑性變形力學基礎 7
2.1.1 基礎變數及其表示方法 7
2.1.2 靜力平衡方程和幾何方程 9
2.1.3 塑性本構方程 11
2.2 有限元智慧型分析理論及方法 21
2.2.1 有限元分析基本理論 21
2.2.2 深度學習在材料研究領域的套用原理 29
2.2.3 基於有限元的智慧型建模與連軋過程最佳化設計 38
參考文獻 43
第3章 合金凝固過程的多尺度模擬 45
3.1 多尺度模擬概述 45
3.2 合金凝固溫度場數理模型及模擬 50
3.2.1 合金凝固溫度場數理模型 50
3.2.2 半連續鑄造溫度場數值模擬 58
3.3 凝固組織演變模擬方法及理論 65
3.3.1 液固相變的三維元胞自動機模型 66
3.3.2 微觀組織演變數理模型 68
3.4 凝固組織演變的三維並行多尺度模擬 89
3.4.1 半固態鋁銅合金漿料的微觀組織演變 90
3.4.2 大型鑄錠凝固過程的微觀組織演變 93
參考文獻 94
第4章 形變再結晶過程的多尺度模擬 99
4.1 再結晶概論 99
4.1.1 影響再結晶的主要因素 100
4.1.2 再結晶基本理論 104
4.2 再結晶組織演變模型 110
4.2.1 形核模型 111
4.2.2 晶核長大模型 115
4.2.3 晶粒長大模型 115
4.2.4 微觀組織演變的二維元胞自動機模型 116
4.3 形變再結晶過程的多尺度模擬實例 118
4.3.1 金屬塑性變形的數值模擬 119
4.3.2 再結晶組織演變的數值模擬 122
參考文獻 126
第5章 位錯動力學過程的多尺度模擬 129
5.1 位錯動力學基本理論 129
5.1.1 非線性系統基本方程 129
5.1.2 位錯組態演化模型 131
5.1.3 演化模型的線性穩定性分析 134
5.1.4 演化模型套用—亞微米晶流變應力預測 136
5.2 位錯動力學的多尺度模擬 138
5.2.1 位錯動力學的數值模擬概況 139
5.2.2 位錯動力學的多尺度模擬原理及方法 141
5.2.3 離散位錯動力學模型 144
5.2.4 離散位錯動力學多尺度模擬的實現 153
參考文獻 159
第6章 合金微形變的多尺度模擬 162
6.1 微形變和合金化理論概述 162
6.1.1 元素合金化理論 162
6.1.2 合金微形變 163
6.2 電子/原子層次模擬方法及理論 171
6.2.1 分子動力學方法及理論 171
6.2.2 第一性原理計算方法及理論 177
6.3 合金微形變電子/原子層次模擬的多尺度模擬實例 189
6.3.1 TiAl合金剪下變形和結構演化的多尺度模擬 190
6.3.2 P在Cu晶界上的偏聚對拉伸特性的影響 198
6.3.3 合金形變模擬在材料領域的其他若干關鍵套用 204
參考文獻 205
第7章 薄膜沉積生長和刻蝕反應的模擬 209
7.1 薄膜沉積生長和刻蝕反應理論概述 209
7.1.1 薄膜沉積生長研究進展及理論 209
7.1.2 分子反應力場方法及理論 213
7.1.3 反應力場理論基礎 216
7.2 氧化物薄膜沉積生長模擬實例 217
7.2.1 O/Zn比對氧化物薄膜沉積生長過程的影響 217
7.2.2 襯底溫度對氧化物薄膜沉積生長過程的影響 223
7.3 金屬襯底/薄膜在特定氣氛中的刻蝕反應模擬實例 225
7.3.1 Al-F反應力場參數的最佳化研究 226
7.3.2 Al襯底在F2中的刻蝕反應研究 230
7.3.3 刻蝕反應模擬在材料領域的其他若干關鍵套用 235
參考文獻 236
