《计算机在材料工程中的应用/材料科学工程专业本科系列教材》采用较多的实例介绍了计算机在材料科学与工程中的应用以及相关软件的使用。主要内容有材料科学与工程中的数据处理方法、数值模拟基础及典型物理场的模拟方法，计算机辅助计算与设计，人工神经网络在材料科学与工程中的应用，材料数据库与专家系统，材料成型过程的计算机模拟等。

《计算机在材料工程中的应用/材料科学工程专业本科系列教材》内容丰富实践性强，可作为高等学校材料科学与工程专业的本科生、硕士研究生的教材和教学参考资料，也可供相关科技人员或工程管理人员阅读参考。

材料科学与工程是多学科交叉的新兴的发展不成熟的学科，目前对它的研究很大程度上还依赖于事实和经验的积累，系统地研究还需一个很长的过程。计算机作为一种现代工具，在当今世界的各个领域日益发挥巨大的作用，它已渗透到各门学科领域以及日常生活中成为现代化的标志。在材料科学与工程领域，计算机也正在逐渐成为极其重要的工具，计算机在材料科学与工程中的应用正是材料研究和开发飞速发展的重要原因之一。本书立足“材料科学与工程”一级学科，系统地介绍了计算机在材料科学与工程中的应用，使读者初步掌握如何在材料科学与工程的学习及研究中更好地利用计算机这一工具。本书的最大特点在于注重理论知识讲解的同时，结合计算机在材料科学与工程中的应用实例讲解来培养学生的实际动手能力和创新意识，同时介绍了较多的应用软件的使用方法，力求使读者尤其是初学者能较快地掌握应用的方法，并能迅速实践。、本书由重庆大学汤爱涛、重庆工学院胡红军和杨明波三位共同编写，博士生石宝东、刘彬同学参与了第5章和第6章部分编写工作，全书由汤爱涛统稿。

由于计算机技术发展日新月异，其在材料科学与工程中的应用发展也非常迅速，加之我们理论水平和实践经验都很不足，书中难免有出现错误和不妥的地方，恳请广大读者批评指正。

第1章 绪论

1．1 计算机技术的发展

1．1．1 计算机硬件技术的发展

1．1．2 计算机软件技术的发展

1．1．3 计算机网络技术的发展

1．2 材料科学与工程的基本概念与发展

1．2．1 材料科学与工程的基本概念

1．2．2 材料科学与工程的发展

1．3 计算机技术在材料科学与工程中的应用

1．3．1 计算机模拟在材料科学与工程中的应用

1．3．2 材料与工艺过程的优化及自动控制

1．3．3 材料数据库和材料设计

1．3．4 计算机辅助设计技术(CAD)在材料科学与工程中的应用

思考题与上机操作实验题

第2章 材料科学与工程研究中的数据处理

2．1 数据处理的基本理论

2．1．1 曲线拟合与最小二乘法

2．1．2 一元线性拟合

2．1．3 多元线性回归

2．1．4 可转化为一元线性回归的其他一元线性拟合

2．2 Origin软件在材料科学与工程中的数据处理应用

2．2．1 0rigin软件参数介绍及基本操作

2．2．2 0rigin在材料科学与工程中的应用实例

2．3 Excel软件在材料科学与工程中的数据处理

2．3．1 计算功能

2．3．2 规划求解

思考题与上机操作实验题

第3章 材料科学与工程研究中的数学模型及数值计算

3．1 数学模型的基本知识

3．1．1 数学模型的分类

3．1．2 数学建模的过程

3．1．3 数学模型的特点

3．1．4 数学模型的建立方法

3．2 材料科学与工程研究中的数学模型

3．2．1 理论分析法

3．2．2 模拟方法

3．2．3 类比分析法

3．2．4 数据分析法

3．2．5 利用计算机软件(Origin软件)建立数学模型

3．3 材料科学与工程中的数值计算方法

3．3．1 线性方程组的计算机计算

3．3．2 有限差分法求解

3．3．3 有限元法求解

思考题与上机操作实验题

第4章 材料科学与工程中典型物理场的数值模拟

4．1 温度场的数学模型及求解

4．1．1 温度场的基本知识

4．1．2 温度场的数学模型

4．1．3 温度场的有限差分求解

4．2 应力场的数学模型及求解

4．2．1 应力场的基本理论与数学模型

4．2．2 基于ANsYS软件的应力场计算

4．3 浓度场的通用数学模型与计算

4．3．1 菲克第一定律

4．3．2 菲克第二定律

4．3．3 运用有限差分法求解渗碳浓度场

4．3．4 基于MATLAB的渗碳过程计算

4．4 铸件充型过程流场的通用数学模型

思考题与上机操作实验题

第5章 材料科学与工程中的计算机辅助计算与设计技术

5．1 相图计算

5．1．1 相图计算的原理及计算方法

5．1．2 相图数据库与计算软件

5．1．3 Thermo-Cale软件在相图计算中的应用

5．2 材料设计理论及实践

5．2．1 材料设计概论

5．2．2 MaterialStudio软件及其在材料设计中的应用

思考题与上机操作实验题

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

6．1 人工神经网络的基本知识

6．1．1 人工神经网络的理论基础

6．1．2 人工神经元模型和网络结构

6．1．3 误差反向传播神经网络模型

6．2 人工神经网络在材料科学与工程中的应用

6．2．1 在材料设计和成分优化中的应用

6．2．2 在材料力学性能预测中的应用

6．2．3 在相变特性预报中的应用

6．2．4 人工神经网络用于材料的检测

6．3 Matlab的基本使用方法

6．3．1 Matlab的主要功能

6．3．2 基本操作

6．3．3 Matlab语言基础

6．3．4 Matlab程序设计初步

6．4 Matlab神经网络工具箱及其使用

6．4．1 概述

6．4．2 神经网络工具箱通用函数

6．4．3 BP网络的神经网络工具箱函数

6．4．4 BP网络的Matlab实现

6．5 应用举例：基于BP网络的镁合金．AZ6lB晶粒尺寸模型的构建及仿真

6．5．1 数据收集及整理

6．5．2 BP网络模型的设计

6．5．3 数据的预处理一

6．5．4 人工神经网络工具箱实现

6．5．5 M文件的方法求解

思考题与上机操作实验题

第7章 材料科学与工程中的数据库与专家系统应用

7．1 数据库在材料科学与工程中的应用

7．1．1 数据库的基本知识

7．1．2 材料数据库的发展

7．1．3 应用举例——基于Web的镁合金数据库的开发

7．2 专家系统在材料科学与工程中的应用

7．2．1 专家系统基本知识

7．2．2 材料科学与工程中专家系统的发展及应用

7．2．3 应用举例

思考题与上机操作实验题

第8章 材料成形过程的计算机模拟

8．1 概述

8．2 塑料注塑成形过程模拟软件MoldFlow

8．2．1 MoldFlow软件介绍

8．2．2 MoldFlow软件操作步骤及分析实例

8．3 体积成形模拟软件Reform

8．3．1 Deform模拟分析软件介绍

8．3．2 Deform软件操作步骤及应用实例

8．4 铸造成形过程模拟软件ProCAS

8．4．1 ProCAST简介

8．4．2 ProCAST的模拟过程

8．4．3 ProCAST软件应用实例

思考题与上机操作实验题

参考文献