计算机在材料科学与工程中的应用-完整版20130925

计算机技术在材料科学中的应用随着科技的快速发展，计算机技术在各领域中得到了广泛应用，材料科学也不例外。

计算机技术在材料科学中的应用，主要体现在以下几个方面：材料模拟、结构设计、材料制备、性能评估和数据分析等。

一、材料模拟材料模拟是应用计算机技术模拟材料结构和性质的一种方法。

它是一种快速了解材料的结构和性能的方式，通过计算模拟的结果，可以为材料制备和性能评估提供重要的参考依据。

材料模拟方法可以分为基于量子力学和分子力学的两大类。

其中，基于量子力学的方法计算精度较高，适用于材料内部原子结构细节的模拟，而基于分子力学的方法计算速度较快，适用于材料宏观性能的预测。

二、结构设计在材料设计方面，计算机技术已成为主流手段。

材料的结构设计包括对各种材料进行理论分析，通过计算机对材料进行优化设计，以达到提高材料性能的目的。

计算机通过建立复杂的多参数调节模型，对材料进行虚拟设计和计算分析，优化各项性能指标，使得材料上市前就达到了最优性能指标，这大大缩短了材料从实验室研发到商业化的时间。

三、材料制备材料制备是指利用不同的制备方法来获得具有特定结构和性质的材料。

计算机技术在材料制备中起到了重要的作用，可以通过控制材料的结构和形态，来实现制备出具有特定性质的材料。

例如，通过分子动力学模拟，可以模拟材料的制备过程，从而根据需要来优化材料的制备条件。

四、性能评估在材料性能评估方面，计算技术已成为一种不可替代的方法。

通过计算机对材料的性质进行模拟和预测，不仅可节省研发成本，缩短研发周期，而且还在一定程度上避免了不必要的实验过程的造成的材料浪费，是一种可持续发展的研发方式。

材料性能评估包括材料的力学性能、物理性能、化学性能、电学性能、热性能等各项性能指标的评估。

五、数据分析计算机技术在材料科学中还有一个重要领域，即数据分析。

材料科学是一个需要收集、分析大量数据的领域。

计算机技术的进步，不仅可以帮助研究人员快速处理数据量大的实验结果，而且还可以通过机器学习等技术来挖掘更多的信息，快速发现材料之间的关系，为材料设计和性能预测提供更为精准的数据支持。

计算机在材料科学中的应用1 材料：是人类生产和生活水平提高的物质基础，是人类文明的重要支柱和进步的里程碑。

20世纪下半叶形成的以新材料技术为基础：信息技术、新能源技术、生物工程技术、空间技术、海洋开发技术的新技术群，更使材料科学得到发展。

2 20世纪60年代，被称为当代文明的三大支柱：A材料；B能源；C信息。

3 70年代新技术革命的主要标志指：A新型材料；B信息技术；C生物技术。

4 材料的分类：根据组成与结构：A金属材料；B无机非金属材料；C有机高分子材料；D复合材料。

根据性能特征和作用：A结构材料；B功能材料。

根据用途：A建筑材料；B能源材料；C电子材料；D耐火材料；E医用材料；F耐蚀材料。

5 材料的性质：是材料对电、磁、光、热、机械载荷的反应，而这些性质终于要取决于材料的组成与结构。

材料科学与工程是研究：材料组成、结构、性能、制备工艺、使用性能以及它们之间相互关系的科学。

6 使用性能：是材料在使用状态下表现出来的行为。

7 材料的合成与制备过程的内容：A传统的冶炼、制粉、压力加工和焊接；B也包括各种新发展的真空溅射、气相沉积等新工艺。

8 材料科学飞速发展的重要原因之一：材料科学随着各种技术的更新而出现了高速发展的趋势，计算机在材料科学中的应用正是材料科学飞速发展的重要原因之一。

9 计算机在材料科学中的应用：A计算机用与新材料的设计；B材料科学研究中的计算机模拟；C材料工艺过程的优化及自动控制；D计算机用于数据和图像处理；E计算机网络在材料研究中的应用。

10材料设计：设想始于20世纪50年代，是指通过理论与计算机预报新材料的组分、结构与性能，或者是通过理论设计来“订做”具有特定性能的新材料。

按生产要求“设计”最佳的制备和加工方法。

11 材料制备技术：A急冷；B分子束外延（MBD）；C有机金属化合物气相沉积；D离子注入；E微重力制备等。

12材料设计的有效方法之一：利用计算机对真实的系统进行模拟“实验”、提供实验结果、指导新材料研究，是材料设计的有效方法之一。

计算机在材料科学与工程中的应用嘿，大家好，今天咱们聊聊计算机在材料科学与工程中的应用。

听起来有点高大上对吧？但别担心，我们把它讲得简单明了，轻松愉快！想象一下，材料科学就像一位魔法师，能把普通的东西变得超厉害。

而计算机就像是这位魔法师的小助手，帮他把各种奇妙的想法变成现实。

你看看，咱们身边的材料，有些是轻如羽毛，有些则坚不可摧，背后可都离不开计算机的功劳。

大家一定在想，材料科学到底是干嘛的？它就是研究各种材料的性质、结构和应用。

像咱们平常用的金属、塑料、陶瓷，还有那些新型材料，都是这门学科的“好朋友”。

而计算机的加入，那真是如虎添翼。

计算机模拟技术可以让科学家们在虚拟环境中试验不同的材料组合，省去不少时间和资源。

想象一下，以前得在实验室里弄一大堆材料，花时间做测试，现在只需在电脑前点几下，嘿，一切都可以在屏幕上完成，真是省心又高效！有趣的是，计算机不仅能帮咱们设计材料，还能预测它们的性能。

你可以把它想象成一个高明的算命师，能告诉你这块材料会不会在压力下变形，或者在高温下会不会融化。

这样一来，工程师们就能做出更靠谱的选择，避免那些“踩雷”的情况。

比如说，想象一下，如果没有计算机的帮助，咱们的手机可能会因为材料不耐高温而炸掉，那可真是惨了！可别小看这技术，有时能救命呢。

计算机的算法越来越聪明，能分析的数据量也越来越大。

这就像你打麻将时，能算出哪张牌是最好的选择，给你指路。

通过分析大量的实验数据，计算机可以识别出材料的潜在优缺点，帮助研究人员快速找到最佳方案。

更重要的是，咱们现在的材料设计不再是“一锤子买卖”，而是变得更加灵活多样。

比如，某种合金在某种条件下表现出色，但在另一些条件下可能就不行。

这时候，计算机可以提供实时反馈，帮助科学家调整实验方向，真是聪明得不得了！说到这里，咱们再来聊聊那一堆新材料。

近年来，碳纳米管、石墨烯等材料的崛起可谓是一场材料革命。

听说过这些名字吗？那可是未来的希望，轻便、强度高，应用前景无限。

《计算机在材料科学与工程中的应用》论文玉天雪 材料科学与工程 21207061009计算机作为一种现代工具在材料科学与工程中的应用已越来越广泛，从而极大地促进和推动了材料科学与工程研究的深入和发展。

本书立足“材料科学与工程”一级学科，系统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。

如今此门课程已经结课，作为这门课的重点是我们对Origin 软件的使用。

现在就以几幅图简单描述Origin 软件的使用。

我所作的三幅图是以我国2000至2005年人口总数为基本衍伸出人口之间的关系，主要介绍2000至2005年人口总数变化、2000年至2005年城镇人口与乡村人口之间的比较以及城镇人口增长率与乡村人口的下降率。

1、2000年至2005年人口总数变化126000127000128000129000130000131000年份我国人口总数变化此图的做法是打开Origin 软件，在默认的两列中第一列输入年份，第二列输入人口数，之后左击靠左一列拖至右边一列，右击鼠标右键，然后点击PLOT 之后选择Line+Symbol ，然后作出点线图，之后根据数据要求将图中的A 、B 等字母改为汉字，注意要将字体改为宋体才能将字母修改成汉字，之后双击坐标轴找到Title&Format ，然后选择上、右两个坐标轴，点击Show Axis&Tick 打上勾，然后将右侧的Major 和Minor 都选择到None 。

这样图形就封闭起来了。

此图即做出来了。

2、2000年至2005年城镇人口与乡村人口比较3000060000人数/万人年份此图的做法是首先将光标移到最初两列靠右的一列，之后右击鼠标点击insert，添加到总共五列，第一列是年份数据，第二列是城镇人口数据，第三列和第四列全部为零，第五列为乡村人口数据，首先将前三列作出点击Column作出城镇人口柱状图，之后双击击图左上角的1样式，点开图列选择x和另外两列作出乡镇人口柱状图，依次改变将A、B改为年份和人数，之后按照第一幅图的形式将坐标轴封闭起来，还有为了区别两个柱状图，选择其中的一个柱状图，双击此柱状图找到Pattern找到Patter然后选择其中的一个图样，这个图样需要区别于第一个柱状图图样，之后将上面表示各个柱状图图层的字母分别改成城镇人口和乡村人口字样即可。

一、单选(共计100分,每题2.5分)1、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应回归方程的精度:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【D】2、下列选项中不是渗碳过程中涉及到的应力场有: ()A. 电磁场B. 流体场C. 浓度场D. 应力场错误:【A】3、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应所有自变量个数的影响:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【C】4、在Matlab中下列哪个函数名称是S型的正切函数: ( )A. LogsigB. TansigC. PurelinD. Mse错误:【B】5、材料科学中研究有四个要素,下列选项中不不属于四个要素的是:()A.性质与现象B.合成与加工C.资源储备D.错误:【C】6、下列选项中不属于材料基因组计划中提出的三大要素的是:()A. 计算工具B. 实验工具C. 数据库D. 创新基础结构错误:【D】7、下列选项不属于有限差分法对温度场进行模拟计算的是:()A. 对区域进行离散化,确定计算节点B. 根据模型选择合适的单元进行设定C. 建立离散方程D. 求解线性方程组错误:【B】8、在计算机控制系统中“直接数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【A】9、下列选项中不属于数据库的主要特征:()A. 数据独立性B. 数据结构化C. 数据冗余D. 数据一致性错误:【C】10、PDF卡片中的质量指标“O”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【A】11、同时具备增材､等材､减材三种制备方式的材料成型工艺是:()A. SLMB. LENSC. 铸锻铣三合一错误:【C】12、以热电偶为例,其常用的采样方式有:()A. 延时采样和查询采样B. 上采样C. 下采样D. 反卷积采样错误:【A】13、PDF卡片中的质量指标“R”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【D】14、当系统的结构性质不清楚,但有若干能表征系统规律,描述系统状态的数据可利用时,常用的数学建模方法是:()A. 猜想法B. 数据分析法C. 类比法D. 理论分析法错误:【B】15、能带的概念中,下列哪个选项是错误的?()A. 能带是指接近能级的组合B. 能带是一种近似处理C. 非周期性体系可以使用能带理论进行分析D. 电子共有化使得本来处于相同状态下的电子有了细微差异形成能带错误:【C】16、材料学中PDF卡片是用来进行()分析的()A. XPSB. 拉曼光谱C. 红外光谱D. XRD错误:【D】17、PDF卡片中的Star quality是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的18、与传统材料成型工艺相比,下列哪项不属于增材制造的优点:()A. 高度的定制性B. 独特的内部构型能力C. 快速工业开发能力D. 全面完备的零件检测标准和技术错误:【D】19、下面描述中不符合对于基于实例推理机制的专家系统的是:()A. 无需完整的知识结构模型B. 开发快C. 最优解可能具有局限性D. 精度高效果好错误:【D】20、在正交试验设计中,对于次要因素,我们应该:()A. 直接忽略B. 对比,任意选择C. 以节约方便选择并继续验证D. 取所有水平再做一次错误:【C】21、一元非线性方程可以通过以下哪种方式进行数据分析?()A. 傅里叶变换B. 转化成一元线性C. 因素替代法D. 拉格朗日方程处理错误:【B】22、下列哪个不是材料学中常用的物理场:()A. 温度场B. 流体场C. 大气场D. 浓度场错误:【C】23、下列选项不符合数学模型特点的是:()A. 数学模型要始于现实世界并终于现实世界B. 数学模型是从根据特定目的建立的数学结构C. 数学模型使用的数学工具越复杂越好D. 建模过程中要尊重现实对象的内在规律错误:【C】24、下列哪个软件采用了Kirkaldy模型对组织进行模拟:()A. Thermal-CalcB. Jmat-ProC. WORDD. SPSS错误:【B】25、对于一元线性方程的拟合,下列哪个选项可以作为拟合标准:()A. 残差和最小B. 残差绝对值和最小C. 残差平方和最小D. 残差平均值最小错误:【C】26、在正交试验设计中,对试验结果进行极差分析主要是:()A. 找到主次因素获得优水平组合B. 获得各列偏差平方和C. 获得数据自由度D. 进行F检验错误:【A】27、人工神经网络的优点不包括:()A. 自学习功能B. 高度线性相关性C. 具有联想存储功能D. 具有高速寻优化解功能错误:【B】28、下列选项中不是计算机技术特点的是:()A. 超强的计算能力B. 近乎无限的存储和分享能力C. 强大的组织与管理能力D. 对机器设备的感知和控制能力错误:【C】29、一个CAD系统通常包括DBMS,应用程序､图形系统,以及:()A. 方法库B. 思维库C. 智库D. 图库错误:【A】30、以BP神经网络为例,其神经网络结构主要有:()A. 前馈型､反馈型B. 优化型､集中型C. 拓扑型､德禄型D. 优赛德型､德斯型､麦斯路型错误:【A】31、通过一次DOE获得的试验参数是:()A. 最佳参数B. 可能是局部最优解C. 无需调整D. 可直接应用与生产错误:【B】32、在计算机控制系统中“集散数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【D】33、下列选项中属于第二类边界条件的是: ()A. T0时温度分布B. 边界温度值的函数C. 边界的热流密度函数D. 边界的换热系数和介质温度函数错误:【C】34、在进行三维温度场分析过程中,当待分析模型为圆柱体时,可以采取的方式为:()A. 直接简化为二维模型B. 采用柱坐标进行分析C. 采用直角坐标分析D. 采用球坐标进行分析错误:【B】35、某陶瓷烧结过程中需加热至1600℃并保温15小时,那么建议采用的热电偶型号是:()A. Type JB. Type BC. Type TD. Type K错误:【B】36、对于一个数学模型的分析,下列哪个选项是不需要的:()A. 应用范围分析B. 误差分析C. 统计分析D. 数据稳定性分析错误:【A】37、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标是说明所有自变量能解释Y变化的百分比:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【B】38、Matlab中下列哪个工具箱可以用来对二维非稳态热传导进行求解:()A. PDE工具箱B. CST工具箱C. FLT工具箱D. NNT工具箱错误:【A】39、以BP神经网络为例,通常人工神经网络结构包括:()A. 输入层､输出层B. 神经层､隐层､输出层C. 隐层､输出层D. 输入层､隐层､输出层错误:【D】40、在热机器启动至保温过程可以近似认为:()A. 非稳态传热过程B. 稳态传热过程C. 先稳态后非稳态传热过程D. 先非稳态后稳态传热过程错误:【D】一、单选(共计100分,每题2.5分)1、对于一元线性方程的拟合,下列哪个选项可以作为拟合标准:()A. 残差和最小B. 残差绝对值和最小C. 残差平方和最小D. 残差平均值最小错误:【C】2、在正交试验设计中,对于次要因素,我们应该:()A. 直接忽略B. 对比,任意选择C. 以节约方便选择并继续验证D. 取所有水平再做一次错误:【C】3、Matlab中下列哪个工具箱可以用来对二维非稳态热传导进行求解:()A. PDE工具箱B. CST工具箱C. FLT工具箱D. NNT工具箱错误:【A】4、下列选项不符合数学模型特点的是:()A. 数学模型要始于现实世界并终于现实世界B. 数学模型是从根据特定目的建立的数学结构C. 数学模型使用的数学工具越复杂越好D. 建模过程中要尊重现实对象的内在规律错误:【C】5、能带的概念中,下列哪个选项是错误的?()A. 能带是指接近能级的组合B. 能带是一种近似处理C. 非周期性体系可以使用能带理论进行分析D. 电子共有化使得本来处于相同状态下的电子有了细微差异形成能带错误:【C】6、当系统的结构性质不清楚,但有若干能表征系统规律,描述系统状态的数据可利用时,常用的数学建模方法是:()A. 猜想法B. 数据分析法C. 类比法D. 理论分析法错误:【B】7、以BP神经网络为例,其神经网络结构主要有:()A. 前馈型､反馈型B. 优化型､集中型C. 拓扑型､德禄型D. 优赛德型､德斯型､麦斯路型错误:【A】8、下面描述中,不符合专家系统特点的是: ()A. 专家系统是一个智能计算机系统B. 内部含有大量某领域的专家知识和经验C. 一个系统能处理所有行业的问题D. 核心是推理机的算法和数据获得错误:【C】9、人工神经网络的优点不包括:()A. 自学习功能B. 高度线性相关性C. 具有联想存储功能D. 具有高速寻优化解功能错误:【B】10、下列软件中可以用于红外光谱和拉曼光谱分析的是:()A. SPSSB. ANSYSC. OriginD. WORD错误:【C】11、下列哪个选项不是正交表的特点:()A. 正交性B. 代表性C. 综合可比性D. 离散性错误:【D】12、对于一个数学模型的分析,下列哪个选项是不需要的:()A. 应用范围分析B. 误差分析C. 统计分析D. 数据稳定性分析错误:【A】13、物体各部分之间不发生相对位移,依靠分子､原子及自由电子等微观粒子的热运动进行的热量传递称为:()A. 导热B. 导电C. 扩散D. 膨胀错误:【A】14、PDF卡片中的质量指标“O”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【A】15、49. 下列选项中符合CCT图的特点的是:()A. 描述材料在等温停留过程中的组织转变B. 描述材料在不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变C. 描述材料在不同冷却速度下等非连续冷却过程中的组织转变D. 描述材料受电磁场影响的升温过程错误:【B】16、PDF卡片中的质量指标“R”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【D】17、同时具备增材､等材､减材三种制备方式的材料成型工艺是:()A. SLMB. LENSC. 铸锻铣三合一D. 多维缠绕错误:【C】18、在Matlab中下列哪个函数名称是S型的正切函数: ( )A. LogsigB. TansigC. PurelinD. Mse错误:【B】19、下列选项中不属于材料基因组计划中提出的三大要素的是:()A. 计算工具B. 实验工具C. 数据库D. 创新基础结构错误:【D】20、下列选项中不属于CALPHAD方法的主要特点的是:()A. 体系热力学性质与相图热力学自洽性B. 对于磁性转变具有完整成熟的理论依据C. 可以外推和预测相图亚稳部分D. 能提供相变动力学的重要信息错误:【B】21、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标是说明所有自变量能解释Y变化的百分比:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【B】22、下列哪个软件采用了Kirkaldy模型对组织进行模拟:()A. Thermal-CalcB. Jmat-ProC. WORDD. SPSS错误:【B】23、材料学中PDF卡片是用来进行()分析的()A. XPSB. 拉曼光谱C. 红外光谱D. XRD错误:【D】24、CALPHAD方法主要由计算机技术､数据和()3个相互关联要素组成()A. 浓度B. 温度C. 模型D. 应力错误:【C】25、材料科学中研究有四个要素,下列选项中不不属于四个要素的是:()A.性质与现象B.合成与加工C.资源储备D.结构与成分错误:【C】26、在进行三维温度场分析过程中,当待分析模型为圆柱体时,可以采取的方式为:()A. 直接简化为二维模型B. 采用柱坐标进行分析C. 采用直角坐标分析D. 采用球坐标进行分析错误:【B】27、Hall-Petch公式主要是建立了下列关系中哪一个关系?A. 气体温度与压力的关系B. 玻璃生产中晶体和非晶体转变关系C. 晶粒直径与低碳钢屈服点的关系D. 水泥成分与凝固放热关系错误:【C】28、一元非线性方程可以通过以下哪种方式进行数据分析?()A. 傅里叶变换B. 转化成一元线性C. 因素替代法D. 拉格朗日方程处理错误:【B】29、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应所有自变量与Y之间的线性相关程度:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【A】30、下列选项中符合TTT图的特点的是:()A. 描述材料在等温停留过程中的组织转变B. 描述材料在不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变C. 描述材料在不同冷却速度下等非连续冷却过程中的组织转变D. 描述材料受电磁场影响的升温过程错误:【A】31、一个CAD系统通常包括DBMS,应用程序､图形系统,以及:()A. 方法库B. 思维库C. 智库D. 图库错误:【A】32、下列选项中属于第二类边界条件的是: ()A. T0时温度分布B. 边界温度值的函数C. 边界的热流密度函数D. 边界的换热系数和介质温度函数错误:【C】33、下列选项中不属于材料学中应力场的有:()A. 位错应力场B. 相变应力场C. 构造应力场D. 焊接应力场错误:【C】34、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应回归方程的精度:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【D】35、与传统材料成型工艺相比,下列哪项不属于增材制造的优点:()A. 高度的定制性B. 独特的内部构型能力C. 快速工业开发能力D. 全面完备的零件检测标准和技术错误:【D】36、在计算机控制系统中“监督数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【C】37、在正交试验设计中,对试验结果进行极差分析主要是:()A. 找到主次因素获得优水平组合B. 获得各列偏差平方和C. 获得数据自由度D. 进行F检验错误:【A】38、下列选项中不是计算机技术特点的是:()A. 超强的计算能力B. 近乎无限的存储和分享能力C. 强大的组织与管理能力D. 对机器设备的感知和控制能力错误:【C】39、下列哪个不是材料学中常用的物理场:()A. 温度场B. 流体场C. 大气场D. 浓度场错误:【C】40、下列选项中不属于数据库3级结构的是:()A. 外部级B. 内部级C. 概念级D. 空白级错误:【D】一、单选(共计100分,每题2.5分)1、材料科学中研究有四个要素,下列选项中不不属于四个要素的是:()A.性质与现象B.合成与加工C.资源储备D.结构与成分错误:【C】2、下列哪个软件采用了Kirkaldy模型对组织进行模拟:()A. Thermal-CalcB. Jmat-ProC. WORDD. SPSS错误:【B】3、在进行三维温度场分析过程中,当待分析模型为圆柱体时,可以采取的方式为:()A. 直接简化为二维模型B. 采用柱坐标进行分析C. 采用直角坐标分析D. 采用球坐标进行分析错误:【B】4、对于一元线性方程的拟合,下列哪个选项可以作为拟合标准:()A. 残差和最小B. 残差绝对值和最小C. 残差平方和最小D. 残差平均值最小错误:【C】5、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应回归方程的精度:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【D】6、PDF卡片中的质量指标“O”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【A】7、以BP神经网络为例,其神经网络结构主要有:()A. 前馈型､反馈型B. 优化型､集中型C. 拓扑型､德禄型D. 优赛德型､德斯型､麦斯路型错误:【A】8、PDF卡片中的Star quality是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【B】9、在计算机控制系统中“直接数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【A】10、一元非线性方程可以通过以下哪种方式进行数据分析?()A. 傅里叶变换B. 转化成一元线性C. 因素替代法D. 拉格朗日方程处理错误:【B】11、同时具备增材､等材､减材三种制备方式的材料成型工艺是:()A. SLMB. LENSC. 铸锻铣三合一D. 多维缠绕错误:【C】12、当系统的结构性质不清楚,但有若干能表征系统规律,描述系统状态的数据可利用时,常用的数学建模方法是:()A. 猜想法B. 数据分析法C. 类比法D. 理论分析法错误:【B】13、下列选项中不是计算机技术特点的是:()A. 超强的计算能力B. 近乎无限的存储和分享能力C. 强大的组织与管理能力D. 对机器设备的感知和控制能力错误:【C】14、与传统材料成型工艺相比,下列哪项不属于增材制造的优点:()A. 高度的定制性B. 独特的内部构型能力C. 快速工业开发能力D. 全面完备的零件检测标准和技术错误:【D】15、对于一个数学模型的分析,下列哪个选项是不需要的:()A. 应用范围分析C. 统计分析D. 数据稳定性分析错误:【A】16、下列选项中不属于数据库的主要特征:()A. 数据独立性B. 数据结构化C. 数据冗余D. 数据一致性错误:【C】17、下列哪个不是材料学中常用的物理场:()A. 温度场B. 流体场C. 大气场D. 浓度场错误:【C】18、下列选项不属于有限差分法对温度场进行模拟计算的是:()A. 对区域进行离散化,确定计算节点B. 根据模型选择合适的单元进行设定C. 建立离散方程D. 求解线性方程组错误:【B】19、下列选项中不属于材料学中应力场的有:()A. 位错应力场B. 相变应力场C. 构造应力场D. 焊接应力场错误:【C】20、以BP神经网络为例,通常人工神经网络结构包括:()A. 输入层､输出层B. 神经层､隐层､输出层C. 隐层､输出层D. 输入层､隐层､输出层错误:【D】21、下列不属于材料科学与工程研究内容的是:()A. 市场价格B. 组成结构C. 性能错误:【A】22、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应所有自变量与Y之间的线性相关程度:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【A】23、下列选项不符合数学模型特点的是:()A. 数学模型要始于现实世界并终于现实世界B. 数学模型是从根据特定目的建立的数学结构C. 数学模型使用的数学工具越复杂越好D. 建模过程中要尊重现实对象的内在规律错误:【C】24、下列选项中不属于材料基因组计划中提出的三大要素的是:()A. 计算工具B. 实验工具C. 数据库D. 创新基础结构错误:【D】25、PDF卡片中的质量指标“R”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【D】26、Hall-Petch公式主要是建立了下列关系中哪一个关系?A. 气体温度与压力的关系B. 玻璃生产中晶体和非晶体转变关系C. 晶粒直径与低碳钢屈服点的关系D. 水泥成分与凝固放热关系错误:【C】27、下列选项中符合TTT图的特点的是:()A. 描述材料在等温停留过程中的组织转变B. 描述材料在不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变C. 描述材料在不同冷却速度下等非连续冷却过程中的组织转变D. 描述材料受电磁场影响的升温过程错误:【A】28、在Matlab中下列哪个函数名称是基于梯度下降法的学习函数: ()A. NewcfB. PurelinC. MseregD. Learngd错误:【D】29、下列选项中不属于数据库3级结构的是:()A. 外部级B. 内部级C. 概念级D. 空白级错误:【D】30、某陶瓷烧结过程中需加热至1600℃并保温15小时,那么建议采用的热电偶型号是:()A. Type JB. Type BC. Type TD. Type K错误:【B】31、在计算机控制系统中“集散数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【D】32、材料学中PDF卡片是用来进行()分析的()A. XPSB. 拉曼光谱C. 红外光谱D. XRD错误:【D】33、在正交试验设计中,对于次要因素,我们应该:()A. 直接忽略B. 对比,任意选择C. 以节约方便选择并继续验证D. 取所有水平再做一次错误:【C】34、在Matlab中下列哪个函数名称是S型的正切函数: ( )A. LogsigB. TansigC. PurelinD. Mse错误:【B】35、在正交试验设计中,对试验结果进行极差分析主要是:()A. 找到主次因素获得优水平组合B. 获得各列偏差平方和C. 获得数据自由度D. 进行F检验错误:【A】36、能带的概念中,下列哪个选项是错误的?()A. 能带是指接近能级的组合B. 能带是一种近似处理C. 非周期性体系可以使用能带理论进行分析D. 电子共有化使得本来处于相同状态下的电子有了细微差异形成能带错误:【C】37、人工神经网络的优点不包括:()A. 自学习功能B. 高度线性相关性C. 具有联想存储功能D. 具有高速寻优化解功能错误:【B】38、CALPHAD方法主要由计算机技术､数据和()3个相互关联要素组成()A. 浓度B. 温度C. 模型D. 应力错误:【C】39、下列哪个选项不是正交表的特点:()A. 正交性B. 代表性C. 综合可比性D. 离散性错误:【D】40、49. 下列选项中符合CCT图的特点的是:()A. 描述材料在等温停留过程中的组织转变B. 描述材料在不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变C. 描述材料在不同冷却速度下等非连续冷却过程中的组织转变D. 描述材料受电磁场影响的升温过程错误:【B】一、单选(共计100分,每题2.5分)1、CALPHAD方法主要由计算机技术､数据和()3个相互关联要素组成()A. 浓度B. 温度C. 模型D. 应力错误:【C】2、对于多元线性方程拟合,下列哪个评价指标能反应所有自变量个数的影响:()A. 复相关系数B. 决定系数C. 校正决定系数D. 残差标准差错误:【C】3、Johnson-Mehl-Avrami公式主要是用于描述:()A. 材料机械性能与温度的关系B. 材料晶体结构C. 非晶材料转变过程D. 再结晶动力学错误:【D】4、下列选项不符合数学模型特点的是:()A. 数学模型要始于现实世界并终于现实世界B. 数学模型是从根据特定目的建立的数学结构C. 数学模型使用的数学工具越复杂越好D. 建模过程中要尊重现实对象的内在规律错误:【C】5、某陶瓷烧结过程中需加热至1600℃并保温15小时,那么建议采用的热电偶型号是:()A. Type JB. Type BC. Type TD. Type K错误:【B】6、在计算机控制系统中“直接数字控制系统”的缩写是?()A. DDCB. SSCC. SCCD. DCS错误:【A】7、下列不属于材料科学与工程研究内容的是:()A. 市场价格B. 组成结构C. 性能D. 制备工艺错误:【A】8、Matlab中下列哪个工具箱可以用来对二维非稳态热传导进行求解:()A. PDE工具箱B. CST工具箱C. FLT工具箱D. NNT工具箱错误:【A】9、一个CAD系统通常包括DBMS,应用程序､图形系统,以及:()A. 方法库B. 思维库C. 智库D. 图库错误:【A】10、下列选项中属于第二类边界条件的是: ()A. T0时温度分布B. 边界温度值的函数C. 边界的热流密度函数D. 边界的换热系数和介质温度函数错误:【C】11、下列哪个选项不是正交表的特点:()A. 正交性B. 代表性C. 综合可比性D. 离散性错误:【D】12、PDF卡片中的质量指标“R”是指()A. 该卡片的数据质量较低B. 该卡片的数据质量较为可靠C. 该卡片的数据质量是计算出来的D. 该卡片的数据是通过全谱拟合出来的错误:【D】13、49. 下列选项中符合CCT图的特点的是:()A. 描述材料在等温停留过程中的组织转变B. 描述材料在不同冷却速度下的连续冷却过程中的组织转变C. 描述材料在不同冷却速度下等非连续冷却过程中的组织转变D. 描述材料受电磁场影响的升温过程错误:【B】14、能带的概念中,下列哪个选项是错误的?()A. 能带是指接近能级的组合B. 能带是一种近似处理C. 非周期性体系可以使用能带理论进行分析D. 电子共有化使得本来处于相同状态下的电子有了细微差异形成能带错误:【C】15、下列选项中不属于材料学中应力场的有:()A. 位错应力场B. 相变应力场C. 构造应力场D. 焊接应力场错误:【C】16、下列软件中可以用于红外光谱和拉曼光谱分析的是:()A. SPSSB. ANSYSC. OriginD. WORD错误:【C】17、以热电偶为例,其常用的采样方式有:()A. 延时采样和查询采样B. 上采样C. 下采样D. 反卷积采样错误:【A】18、在Matlab中下列哪个函数名称是S型的正切函数: ( )A. LogsigB. TansigC. PurelinD. Mse错误:【B】19、以BP神经网络为例,其神经网络结构主要有:()A. 前馈型､反馈型B. 优化型､集中型C. 拓扑型､德禄型D. 优赛德型､德斯型､麦斯路型错误:【A】20、下面描述中不符合对于基于实例推理机制的专家系统的是:()A. 无需完整的知识结构模型B. 开发快C. 最优解可能具有局限性D. 精度高效果好错误:【D】21、通过一次DOE获得的试验参数是:()A. 最佳参数B. 可能是局部最优解C. 无需调整D. 可直接应用与生产错误:【B】22、在热机器启动至保温过程可以近似认为:()A. 非稳态传热过程B. 稳态传热过程C. 先稳态后非稳态传热过程D. 先非稳态后稳态传热过程错误:【D】23、与传统材料成型工艺相比,下列哪项不属于增材制造的优点:()A. 高度的定制性B. 独特的内部构型能力C. 快速工业开发能力D. 全面完备的零件检测标准和技术错误:【D】24、在正交试验设计中,对于次要因素,我们应该:()A. 直接忽略B. 对比,任意选择C. 以节约方便选择并继续验证D. 取所有水平再做一次错误:【C】25、下列哪个软件采用了Kirkaldy模型对组织进行模拟:()A. Thermal-CalcB. Jmat-Pro。

正交法选取聚羧酸系减水剂制备工艺条件摘要根据聚羧酸系高效减水剂的结构特点，采用正交试验分析法，分别研究了带羧基、磺酸基、聚氧化乙烯链酯基等活性基团的不饱和单体的物质的量之比（摩尔数比）及聚氧化乙烯链的聚合度等因素对聚羧酸系减水剂性能的影响，从而得出合成聚羧酸系高性能减水剂的一种最佳配方，并对试制产品进行了性能试验。

结果说明，聚羧酸减水剂具有优良的分散能力，能较长时间地保持其流动性，与不同水泥的相容性好，水泥浆体粘聚性好，配制的混凝土性能良好。

关键词：聚羧酸系减水剂,正交法,合成目录1、绪论 (4)2、正交试验的设计原理 (4)2.1正交试验介绍 (4)2.1.1 试验指标 (4)2.1.2 因素 (5)2.1.3水平 (5)2.1.4 正交表的形式与代号 (6)2.2正交试验目的 (7)2.3正交试验表的特点 (8)3、正交试验表数据分析 (8)3.1指标的求和与均值分析 (8)3.2极差分析 (10)3.3方差分析 (11)3.3.1方差计算 (11)3.3.2自由度计算 (12)3.3.3均方计算 (12)3.3.4计算F比 (12)4、实验设计与结果分析 (13)4.1实验材料 (13)4.2实验方法 (13)4.3结果与讨论 (15)5、结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1 绪论正交试验设计是在科研及生产实际中比较容易掌握和最具有实用价值的一种试验设计方法，它通常适用于多因素试验条件的研究。

根据试验的因素数和各因素的水平数，选择适当的正交表来安排试验，采用数理统计的方法处理数据，可以方便地找到诸多因素中对试验指标有显著影响的主要因素，确定使试验指标达到最佳的因素水平。

对于多因素、多水平的问题，人们一般希望通过若干次的实验找出各因素的主次关系和最优搭配条件，用正交表合理地安排实验,可以省时、省力、省钱,同时又能得到基本满意的实验效果。

因此，这种方法在改进产品质量、优化工艺条件及研发新产品等诸多方面广泛应用。

成绩2013～2014学年度第二学期《计算机在材料工程中的应用》课程论文题目：浅谈计算机在材料工程中的应用系别：专业班级：金属（铝深加工）学号：20111姓名批阅教师：浅谈计算机在材料工程中的应用摘要：计算机模拟技术在材料成形加工中的应用,使材料成形工艺从定性描述走向定量预测,为材料的加工及新工艺的研制提供理论基础和优选方案,从传统的经验试错法,推进到以知识为基础的计算试验辅助阶段,对于实现批量小、质量高、成本低、交货期短、生产柔性、环境友好的未来制造模式具有重要的意义。

计算机模拟是未来材料成形制备工艺的必由之路,其发展趋势是多尺度模拟及集成。

关键词：模拟技术；计算机技术；材料科学；应用Discussion on Application of Computer in MaterialsEngineeringAbstract: The computer simulation technology in the material forming processing application, causes the material forming craft to move towards the quota from the qualitative description to forecast that, provides the rationale and the optimal plan for the material processing and the new craft development, from the traditional experience trial and error method, advances to take the knowledge as the foundation computation experiment assistance stage, regarding the realization batch small, the quality high, the cost low, the date of delivery short, the production flexibility, the environment friendly future manufacture pattern will have the vital significance.The computer simulation will be the future material forming preparation craft way that must be taken, its trend of development will be the multi-criterion simulation and the integration.Key words: Simulation technology; Computer technology; Materials science; Using金属材料工程是以实验的科学，实验是制备新材料和测定其结构和性能的直接手段。

计算机在材料科学与工程中的应用玉天雪 12材料班 21207061076在材料科学的研究过程中，分析材料的性能、分析材料的组成新性能材料的设计以及制备方法、加工工艺等等都需要用到计算机；材料科学研究的每一个领域倘若离开计算机就无法正常完成任务，因此说，计算机在材料科学研究领域中起着不可忽视的重要作用，更是材料科学研究中的高科技工具。

计算机作为一种现代化工具在材料科学与工程中的应用已越来越广泛，从而极大地促进和推动了材料科学与工程研究和发展。

在刚接触到这门学科时，我就对其产生了浓厚的兴趣。

作为一个在大学呆了3年的工科生，我已深深明白熟练应用计算机的重要性。

这种熟练掌握不仅仅是对于Office等办公软件的掌握，这些对于大学生来说应是最基本的一项技能，除此之外，还应加强对检索文献、数据处理或设备设计等更多软件的掌握。

开学以来，老师为我们介绍了Word，Origin，EndNote，ChemSketch等各种软件。

在Word中，我在原有的知识上更了解了一些小技巧，如如何不用插入符号而打出℃，如何移动更小距离来精确调整图片位置等；在Origin中，我学会如何导入数据，将数据制成曲线或直线，然后将图形线性拟合或归一化，得到所需函数；在EndNote中，我学习到了如何管理文献建立本地数据库，并通过这个软件在Word中插入参考文献；在ChemSketch中，我学会了分子结构的绘制及其他化学图形的绘制，化学反应式的绘制，预测化合物的宏观性质，同时也简单了解了ChemDraw的操作。

除这些软件外，我对ACS等数据库有了更深的认识，并学会了如何利用主题、作者、刊名、ISSN等进行文献检索，还了解了论文的撰写格式和投稿要求。

在以上众多软件中，我对Origin和EndNote兴趣最为浓厚。

对于Origin，在接触到这门学科之前，我也仅仅是听过这个软件，却一直疏于学习。

因此在上学期的物化实验中，对于数据的处理还只是限于手工计算和在坐标纸上手画图形。

业的学生,在“计算机在材料科学中的应用”课程中, 我们用12 个学时的时间讲述上述内容。

第二部分是计算方法及应用,让学生了解常用数学问题的数值解法及其算法程序(如代数方程式求解、线性方程组求解、特征制问题和常微分方程求解等) ,这部分内容用12 个学时完成。

第三部分为材料研究中的常用计算方法,要求学生能结合材料科学研究中的实际课题,提出确切的计算方案和计算模型,对输出结果作合理地分析和有意义的讨论。

用26 个学时介绍如下内容:①晶胞常数的计算,用实验测得的XRD 衍射数据计算实际晶体的晶胞常数;②用晶体结构对称性学会用软件方法绘制晶胞图,进行新材料结构的设计;③讲解Xα计算方法,掌握SCC - DV - Xα计算方法理论知识,学会应用其程序计算材料的能级、态密度和键强度等材料电子结构,得出材料的相关性能。

四、结束语在教学实践过程中发现,学生的基础理论知识与相关的专业知识还有些欠缺,建议今后在开设了群论、量子力学、测试技术、材料工艺等方面的课程之后再开设此门课程。

随着材料科学与计算机的飞速发展“, 计算机在材料科学中的应用”课程内容也在不断更新与完善。

参考文献1. 孙承绪. 计算机在硅酸盐工业中的应用. 华东理工大学出版社,19942. 肖慎修,孙泽民,刘洪霖,鄢国森. 量子化学中的离散变分Xα方法及计算程序. 四川大学出版社, 19863. 宓锦效,闵新民. 无机材料晶体结构(电子出版物) . 武汉工业大学出版社电子出版部,1999(上接第83 页)(3) 本软件提供了六种动画功能按钮,分别为播放、暂停、停止、倒放、开头和末尾,能够方便、灵活地控制动画的演示。

为了方便学生仔细体会一些物理化学动态概念,又设计了动画速度控制滑动条,可以对动画的速度进行调节。

(4) 对讲课的内容又设计了三个跳转功能按钮,分别为第一页、上一页、下一页。

为教师浏览授课内容以及前后内容的衔接提供了方便。

三、教学效果物理化学多媒体教学软件在材料科学与工程专业96 本硕连续试点班,96 无机非金属材料、材料科学与工程,97 精细化工、无机非金属材料等专业十几个班级进行了教学实践,受到师生们的一致好评,认为采用多媒体软件教学,不仅能加大教学信息量,缩短学时,提高教学效率,而且可以使抽象概念形象化, 微观图象宏观化,学生容易理解,印象深刻,取得了良好的教学效果。

计算机在材料科学与工程中的应用课程设计
1. 引言
计算机技术在材料科学与工程中的应用已经成为了一种趋势。

计算机科学的快
速发展与计算机技术的日益成熟使得人们能够更加深入地理解材料的性质、组成和结构。

本文将探讨计算机在材料科学与工程中的应用，并介绍一门相关的课程设计。

2. 计算机在材料科学与工程中的应用
计算机在材料科学与工程中的应用可分为以下几类：
2.1. 材料计算
材料计算是指利用计算机模拟材料的结构、性质和行为的过程。

材料计算可以
通过理论计算、分子动力学模拟、量子力学计算等方法来预测实验中难以或不能获得的材料性质，如材料的热膨胀系数、热导率、机械性能等，有助于材料设计和应用。

2.2. CAD/CAM
计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）是指利用计算机来辅助设计
和制造材料和零件的过程。

CAD/CAM技术可以提高设计和制造效率，并能通过数字
化技术进行材料加工和质量控制。

2.3. 数据管理与分析
材料科学和工程涉及到大量的数据和信息，计算机能够帮助管理和分析这些数据。

材料数据库系统、数据挖掘和机器学习等技术可以用来提高材料数据的管理和利用效率。

1。

学生实验报告书实验课程名称计算机在材料科学与工程中的应用第一部分：实验分析与设计一、实验内容描述1、了解方差分析原理，掌握实验数据方差分析方法。

2、分析运算结果，对实验结果作出正确解释、二、实验基本原理与设计方差分析(Analysis of Variance，简称ANOVA)，又称“变异数分析”或“F检验”，是R.A.Fisher发明的，用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。

由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。

造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

方差分析试验是是数据的一种统计方法在工农业生产和科学研究中经常要分析各种因素之间的交互作用对研究对象某些指标的影响。

在方差分析中，把实验数据的总波动分为由所考虑因素所引起的波动和随机因素引起的波动，然后通过分析比较这些变差来分析哪些因素对指标的影响是显著的，哪些是不显著的。

双因素有交互效应的方差分析：在两个因素的试验中，不单每一个因素对结果有影响，两个因素的不同水平相组合对结果也会产生影响。

在方差分析中叫做交互效应。

三、主要仪器设备及耗材计算机一台，origin软件第二部分：实验调试与结果分析一、调试过程在7个不同的实验室对某材料的铬质量分数进行测量，每个实验室测量了6次，测量结果列入表5-1。

试通过方差分析探讨不同实验室因素对测量结果是否有显著性影响。

表5-1测量次数实验室1 实验室2 实验室3 实验室4 实验室5 实验室6 实验室71 2.065 2.073 2.080 2.097 2.053 2.084 2.0522 2.081 2.081 2.090 2.109 2.055 2.044 2.0613 2.081 2.077 2.070 2.073 2.050 2.084 2.0734 2.064 2.050 2.080 2.089 2.059 2.076 2.0365 2.107 2.077 2.090 2.097 2.053 2.093 2.0486 2.077 2.077 2.100 2.097 2.061 2.073 2.040 拟用origin软件进行双因素方差分析该组数据。