材料科学中的计算机应用

材料科学中的计算机应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国纺织出版社
作者:乔宁
出品人:
页数:307
译者:
出版时间:2007-1
价格:30.0
装帧:平装
isbn号码:9787506441704
丛书系列:
图书标签:
  • 读书
  • 材料科学
  • 计算机模拟
  • 计算材料学
  • 材料建模
  • 数值分析
  • 材料设计
  • 材料表征
  • Python
  • MATLAB
  • 数据科学
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

本书系统地介绍了各种计算机技术在材料科学研究中的应用,主要内容有材料科学实验数据处理方法,实验数据图形图像处理软件的使用方法,人工智能技术在材料科学中的应用,利用互联网进行材料科学文献资源共享,材料科学中计算机辅助教学的应用等。本书属于应用型书籍,重点不在阐述计算机理论知识,而在于强调内容的实用性。  本书适合从事材料科学研究、开发和应用的工程技术人员阅读,也可以作为材料学专业本科生和研究生的参考书籍。

深入解析:现代土木工程的结构力学与材料设计 本书聚焦于土木工程领域的核心挑战与前沿技术,旨在为结构工程师、材料科学家以及相关专业人士提供一套全面、深入的理论框架与实践指导。 我们将材料科学的严谨性与结构工程的实践需求紧密结合,探讨如何通过对新型结构材料的理解、先进的计算方法应用以及可持续设计理念的融入,来建造更安全、更耐久、更具环境友好性的基础设施。 第一部分:结构力学的基石与高级分析 本部分首先回顾了经典梁、板、壳理论的数学基础,但重点转向了现代工程中不可或缺的非线性分析。我们深入探讨了材料屈服、几何非线性(大变形效应)以及接触非线性对结构响应的深远影响。 1. 连续介质力学的新视角: 强调了在极端荷载或复杂几何条件下,传统线性弹性假设的局限性。书中详细阐述了应变梯度理论、内聚力模型(Cohesive Zone Models, CZM)在模拟裂纹萌生与扩展中的应用,特别关注了混凝土、岩石等非均质材料的细观力学行为如何影响宏观结构性能。 2. 动力学与振动控制: 针对地震、风载等时变荷载,本书系统介绍了结构动力学的一阶、二阶方程求解方法。核心内容包括模态分析、响应谱分析以及时程分析的精确实施。更进一步,我们引入了主动与被动减振技术的最新进展,例如粘滞阻尼器、摩擦阻尼器以及基于智能材料的主动控制系统。重点解析了这些系统在复杂结构(如高层建筑和长跨度桥梁)中应用的工程可行性与设计规范。 3. 结构稳定性与屈曲分析: 不仅仅停留在欧拉屈曲公式,我们着重探讨了真实结构中的初始缺陷、残余应力如何显著降低结构的临界屈曲载荷。书中详细介绍了基于本构模型和几何非线性的极限承载力分析方法,并对比了各种数值求解器(如弧长法、修正牛顿法)在处理分支点问题时的稳定性和收敛性。 第二部分:先进结构材料的性能与设计 本部分是本书的特色之一,它超越了传统的钢筋混凝土和普通钢材,聚焦于二十一世纪工程亟需的新型功能性材料。 1. 高性能混凝土(HPC)与超高性能混凝土(UHPC)的本构描述: 详细分析了UHPC在抗压强度、抗拉韧性以及耐久性方面的革命性提升。我们深入研究了UHPC中纤维增强(如钢纤维、聚合物纤维)对材料断裂能和抗疲劳性能的影响,并提供了适用于UHPC构件的细观损伤力学模型,指导其在关键承重结构中的应用。 2. 结构钢材的疲劳与断裂韧性: 针对桥梁和压力容器等长期服役结构,疲劳问题至关重要。本书提供了详尽的S-N曲线修正模型,考虑了焊接残余应力、环境腐蚀以及应力集中效应。同时,探讨了基于断裂韧度($K_{IC}$)和弹塑性断裂力学(EPFM)的结构安全评估方法,特别是涉及裂纹扩展的风险评估。 3. 智能与功能性结构材料: 介绍了形状记忆合金(SMA)在自复位结构中的应用潜力,包括其热力学本构关系和在阻尼器中的工程实现。此外,对纤维增强复合材料(FRP)在结构加固与新建中的应用进行了深入探讨,包括纤维/基体界面粘结性能的评估和长期性能退化模型。 第三部分:工程仿真与优化设计方法 本部分强调将理论知识转化为可操作的工程解决方案,重点在于数值模拟的准确性和设计流程的优化。 1. 高级有限元建模技术(FEA): 超越了基本的四面体或六面体单元,本书详细介绍了I-FEM(内嵌式有限元)在处理材料界面脱粘问题时的优势,以及扩展有限元方法(XFEM)在无需网格重划分情况下模拟裂纹扩展的强大能力。对于复杂装配结构,我们讨论了多点约束(MPC)和接触算法的选择对计算精度和效率的影响。 2. 结构可靠性分析(SRA): 结构设计已从确定性转向概率性。本书系统阐述了一阶可靠度方法(FORM)和蒙特卡洛模拟(MCS)在评估结构服役寿命和失效概率中的应用。内容涵盖了荷载效应、材料强度以及几何尺寸的随机性建模,为风险最小化设计提供了量化工具。 3. 拓扑优化与多目标设计: 探讨如何利用计算驱动的方法自动生成满足特定力学性能和制造约束的最优结构布局。重点解析了基于密度的拓扑优化算法,并扩展到将轻量化、刚度要求、应力分布作为多个目标函数的多目标优化框架,指导工程师设计出更具创新性的结构形态。 结语 本书的编写旨在弥合基础理论与复杂工程实践之间的鸿沟。通过对材料行为的深刻理解和对先进计算工具的熟练掌握,读者将能够应对当今基础设施建设中遇到的最严峻的挑战,推动土木工程向更安全、更智能、更可持续的未来迈进。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书的排版和图文配合度简直是业界良心。我向来对那些把复杂流程图塞进单页,导致线条交叉到无法辨认的书籍深恶痛绝。但是《材料科学中的计算机应用》在这方面做到了极高的专业水准。特别是对于那些描述多尺度模拟策略的章节,例如如何将微观的第一性原理结果传递给介观的相场模型,再输入到宏观的有限元分析中,书中的流程图不仅清晰地展示了数据流向,而且通过不同的颜色编码和模块区分,让人一目了然地把握了整个计算链条的逻辑结构。 此外,书中对特定软件库和开源工具的介绍也做得恰到好处。它没有变成一个冗长的手册,而是挑选了行业内最具代表性、最常被引用的工具包(比如VASP、LAMMPS等),并用简短的篇幅解释了它们各自的核心优势和适用场景。这对于初入此道的学生来说,无疑是节省了大量的摸索时间。如果这本书能附带一个详细的在线资源链接,提供一些入门级的脚本示例就更完美了,不过目前的纸质呈现已经足够令人满意了。

评分

这本书最让我感到惊喜的是它对未来趋势的洞察和前瞻性布局。它并没有止步于介绍当前已经成熟的技术,而是花费了相当的篇幅来探讨“人工智能”和“自动化”如何重塑材料科学的未来。我特别对其中关于“自主材料合成平台”的构想印象深刻。作者描绘了一个场景:一个高度集成的系统,能够接收一个性能指标,然后自动设计实验、运行模拟、分析结果,并利用反馈机制优化下一轮的实验参数,最终实现材料的闭环研发。 这种宏大的叙事和技术融合的视野,让这本书超越了一本普通的专业参考书的范畴,更像是一份面向未来十年的行业路线图。它不仅告诉我“现在如何做”,更激励我去思考“未来我们可以如何做”。对于希望站在学科前沿、引领下一波材料革命的研究人员和工程师来说,这本书提供了一种必要的思维框架——即将计算能力视为驱动创新的核心引擎,而非仅仅是验证理论的辅助工具。读完之后,感觉自己的视野被极大地拓宽了。

评分

我一直认为,衡量一本技术书籍质量高低的重要标准之一,就是它对“失败”和“局限性”的坦诚程度。很多作者热衷于宣扬技术的完美无瑕,但这在实际研发中是站不住脚的。这本书在这方面做得非常出色,尤其是在评估不同计算方法的适用边界时。它没有把任何一种工具描绘成万能的“银弹”。例如,书中对比了密度泛函理论(DFT)在处理强关联电子系统时的固有误差,以及有限元分析(FEA)在处理极端非线性材料响应时的网格依赖性问题。 这种批判性的视角让我感到非常信服。它引导读者思考的不是“我该用哪个工具”,而是“在特定材料体系和特定精度要求下,不同工具的权衡取舍是什么”。这种深入到方法论层面的讨论,对于希望将这些计算工具真正应用于解决实际工程问题的研究人员来说,是至关重要的知识财富。它教会的不是如何照搬别人的代码,而是如何成为一个明智的“计算材料学家”,懂得在精度、计算成本和物理真实性之间找到最佳平衡点。

评分

说实话,我翻开第一章的时候,心里是抱着一丝怀疑的。毕竟,涉及“应用”两个字的专业书,很多时候容易流于表面,变成那种“介绍性”的科普读物,讲点皮毛就草草收场。但我很快发现,我的担忧是多余的。作者似乎非常注重实践案例的深度挖掘。我特别留意了其中关于材料基因组计划(MGI)的部分,那部分内容描述得非常具体,不仅仅是谈论数据挖掘的潜力,而是详细分析了如何构建高效的材料数据库,以及如何利用机器学习模型去筛选出最有希望的候选材料。这感觉就像是作者直接把他们实验室里正在进行的、最前沿的工作流程,一点不落地展示给了我们,那种真实感和冲击力是其他教材无法比拟的。 而且,这本书的叙述节奏把握得非常好。它没有一味地堆砌公式,而是在需要的时候,才引入关键的数学框架,并且总是伴随着清晰的图示和实际的工程背景来解释其意义。比如,在讨论分子动力学模拟(MD)的章节里,作者非常巧妙地平衡了拉格朗日方程的引入和描述实际晶体缺陷演化过程的例子。这让我这个有点工程背景的读者,能够立刻将抽象的力学概念与现实中材料失效的可能性联系起来,极大地增强了学习的代入感和动力。

评分

这本书拿到手,光是封面设计就让人眼前一亮,那种深邃的蓝色调和那些抽象的、仿佛电路板一样的纹理,立刻就抓住了我的眼球。我本来对这个领域接触不多,但这个标题——《材料科学中的计算机应用》——听起来就充满了未来感和实用性。我一直对新材料的研发过程很感兴趣,总觉得那些复杂的分子结构和晶格变化,靠人脑去模拟和预测,效率实在太低了。所以,我满心期待这本书能揭示出计算机是如何像一把精密的手术刀,切入到微观世界的难题中去的。 我更想知道的是,书中是如何将那些晦涩的理论物理和复杂的编程语言编织在一起的。比如,当涉及到第一性原理计算(DFT)时,那些密密麻麻的电子结构计算,对于非专业人士来说简直是天书。我希望这本书能像一个经验丰富的向导,带领我们穿越这些数学的迷宫,让我们理解,到底是什么样的算法和模型,能够让超级计算机预测出一个新合金的强度,或者一块新半导体材料的电子迁移率。如果这本书能清晰地阐述这些工具背后的逻辑,而不是仅仅罗列软件名称,那绝对是物超所值了。那种“原来如此”的豁然开朗的感觉,才是阅读技术书籍最大的乐趣所在。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有