材料现代设计理论与方法PDF电子书下载

绪论 1

0.1 材料设计的背景、历史及现状 1

0.2 材料设计的内涵和主要研究内容 3

0.3 材料设计的主要技术途径 6

第一章 现代电子理论 9

1.1 原子间的相互作用及自由电子近似 9

1.2 近自由电子近似 16

1.3 布里渊区理论 19

1.4 第一原理与密度泛函思想 21

1.5 Thomas-Fermi理论与 Kohn-Sham泛函 23

1.6 原子的作用力 25

第二章 现代化学键理论 27

2.1 Heitler-London方法 27

2.2 单组态的价键理论 29

2.3 多组态的价键理论 35

第三章 分子动力学基础 42

3.1 分子动力学的基本原理及特点 42

3.2 平衡态分子动力学模拟理论 43

3.3 非平衡态分子动力学模拟 48

第四章 高分子材料设计基础 50

4.1 高分子设计概论 50

4.2 高分子材料的性质 54

4.3 高分子设计的理论基础 57

4.4 高分子设计方法 60

第五章 复合材料设计的理论基础 68

5.1 复合材料设计概述 68

5.2 连续纤维增强塑料力学基础 70

5.3 短纤维增强复合材料的特性 94

5.4 预测颗粒增强复合材料的强度 99

第六章 陶瓷材料设计基础 100

6.1 陶瓷设计概述 100

6.2 陶瓷组分优化设计 104

6.3 韧化设计 109

第七章 蒙特卡洛方法 111

7.1 蒙特卡洛方法概述 111

7.2 随机数与伪随机数 113

7.3 任意分布的伪随机变量的抽样 116

7.4 蒙特卡洛计算中减少方差的技巧 125

第八章 分子动力学模拟计算技术 130

8.1 运动方程的数值解法 130

8.2 分子动力学模拟的一般步骤 132

8.3 平衡态分子动力学模拟 135

8.4 量子分子动力学方法 140

9.1 专家系统的原理和结构 144

第九章 材料设计专家系统 144

9.2 专家系统的构建 145

9.3 PZT专家系统 147

专题1 合金设计方法及应用 153

1 合金设计方法与步骤 153

2 合金力学性能预测 156

3 合金的计算设计 163

专题2 金属凝固组织与凝固过程模拟 170

1 金属凝固组织的计算和仿真 170

2 铸坯凝固过程计算和模拟 173

3 金属形成过程组织演变的Cellular-Automation模拟 178

专题3 多晶材料晶粒生长的Monte-Carlo模拟 184

1 引言 184

2 正常晶粒生长模拟 184

3 异常晶粒生长模拟 188

专题4 分子动力学计算与模拟技术应用 192

1 球形分子液体的模拟 192

2 NiAl应力诱发马氏体的模拟 196

3 分子动力学计算在材料科学中的应用 201

1 人工神经网络简述 205

2 人工神经网络建立模型 205

专题5 人工神经网络在材料设计中的应用 205

3 人工神经网络应用 207

专题6 梯度功能材料(PGM)设计 211

1 FGM的概念 211

2 FGM的研究方法与设计理论 212

3 TiC/Ni FGM结构优化与热应力缓和行为的数值计算 215

4 FGM组成分布的优化设计 221

5 FGM薄膜的设计原则 222

专题7 多层吸波材料的计算和设计 226

1 跟踪计算法 226

2 反射系数的公式计算法 228

3 多层吸波材料的分层组配 230

4 多层吸波材料的优化设计 231

5 计算设计实例 233

专题8 三维编积复合材料性能预报 248

1 三维机织复合材料设计基础 248

2 三维机织复合材料力学分析模型及验证 249

3 三维编织复合材料弹性性能预报 253

4 三维编织复合材料的强度预报 257

5 三维编织复合材料热膨胀系数预报 264

6 三维编织复合材料湿膨胀系数预报 269

参考文献 272