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第1章 绪论 1

计算机技术的发展 1

计算机硬件技术的发展 1

计算机软件技术的发展 2

计算机网络技术的发展 3

材料科学与工程的基本概念与发展 3

材料科学与工程的基本概念 3

材料科学与工程的发展 4

计算机技术在材料科学与工程中的应用 6

计算机模拟在材料科学与工程中的应用 7

材料与工艺过程的优化及自动控制 10

材料数据库和材料设计 10

计算机辅助设计技术（CAD）在材料科学与工程中的应用 11

思考题与上机操作实验题 11

第2章 材料科学与工程研究中的数据处理 12

数据处理的基本理论 12

曲线拟合与最小二乘法 12

一元线性拟合 12

多元线性回归 15

可转化为一元线性回归的其他一元线性拟合 18

Origin软件在材料科学与工程中的数据处理应用 21

Origin软件参数介绍及基本操作 21

Origin在材料科学与工程中的应用实例 27

Excel软件在材料科学与工程中的数据处理 35

计算功能 35

规划求解 37

思考题与上机操作实验题 38

第3章 材料科学与工程研究中的数学模型及数值计算 42

数学模型的基本知识 42

数学模型的分类 43

数学建模的过程 44

数学模型的特点 46

数学模型的建立方法 47

材料科学与工程研究中的数学模型 48

理论分析法 48

模拟方法 49

类比分析法 53

数据分析法 56

利用计算机软件（Ogin软件）建立数学模型 56

材料科学与工程中的数值计算方法 61

线性方程组的计算机计算 62

有限差分法求解 63

有限元法求解 70

思考题与上机操作实验题 82

第4章 材料科学与工程中典型物理场的数值模拟 83

温度场的数学模型及求解 83

温度场的基本知识 84

温度场的数学模型 86

温度场的有限差分求解 91

应力场的数学模型及求解 113

应力场的基本理论与数学模型 113

基于ANSYS软件的应力场计算 117

浓度场的通用数学模型与计算 120

菲克第一定律 120

菲克第二定律 121

运用有限差分法求解渗碳浓度场 121

基于MATLAB的渗碳过程计算 127

铸件充型过程流场的通用数学模型 130

思考题与上机操作实验题 132

第5章 材料科学与工程中的计算机辅助计算与设计技术 135

相图计算 135

相图计算的原理及计算方法 135

相图数据库与计算软件 136

Thero-Celc软件在相图计算中的应用 137

材料设计理论及实践 161

材料设计概论 161

Material Studio软件及其在材料设计中的应用 166

思考题与上机操作实验题 172

第6章 人工神经网络及Matlab语言在材料科学与工程中的应用 173

人工神经网络的基本知识 173

人工神经网络的理论基础 173

人工神经元模型和网络结构 174

误差反向传播神经网络模型 175

人工神经网络在材料科学与工程中的应用 181

在材料设计和成分优化中的应用 181

在材料力学性能预测中的应用 181

在相变特性预报中的应用 182

人工神经网络用于材料的检测 183

Matlab的基本使用方法 184

Matlab的主要功能 184

基本操作 184

Matlab语言基础 186

Matlab程序设计初步 187

Matlab神经网络工具箱及其使用 189

概述 189

神经网络工具箱通用函数 189

BP网络的神经网络工具箱函数 190

BP网络的Matlab实现 191

应用举例：基于BP网络的镁合金AZ61B晶粒尺寸模型的构建及仿真 191

数据收集及整理 191

BP网络模型的设计 192

数据的预处理 192

人工神经网络工具箱实现 194

M文件的方法求解 201

思考题与上机操作实验题 205

第7章 材料科学与工程中的数据库与专家系统应用 206

数据库在材料科学与工程中的应用 206

数据库的基本知识 206

材料数据库的发展 208

应用举例——基于Web的镁合金数据库的开发 210

专家系统在材料科学与工程中的应用 214

专家系统基本知识 214

材料科学与工程中专家系统的发展及应用 215

应用举例 217

思考题与上机操作实验题 221

第8章 材料成形过程的计算机模拟 222

概述 222

塑料注塑成形过程模拟软件MoldFlow 223

MoldFlow软件介绍 223

MoldFlow软件操作步骤及分析实例 226

体积成形模拟软件Deform 230

Deform模拟分析软件介绍 230

Deform软件操作步骤及应用实例 232

铸造成形过程模拟软件ProCAST 237

ProCAST简介 238

ProCAST的模拟过程 242

ProCAST软件应用实例 242

思考题与上机操作实验题 244

参考文献 245