网站首页
教育杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
医学杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
经济杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
金融杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
管理杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
科技杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
工业杂志
CSSCI期刊 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊 知网收录期刊 维普收录期刊 万方收录期刊 SCI期刊(美)
SCI杂志
中科院1区 中科院2区 中科院3区 中科院4区
全部期刊
公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

材料科學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了材料科學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

材料科學(xué)中計算機技術(shù)的應(yīng)用

摘要:材料科學(xué)涉及的內(nèi)容比較多,屬于一門綜合性比較強的學(xué)科,在發(fā)展的過程中融入計算機技術(shù)在很大程度上提升了材料科學(xué)的發(fā)展水平。例如,鋼鐵行業(yè)的發(fā)展和經(jīng)營及煉鋼過程中溫度和流體運動的監(jiān)測等,這些精細化的活動都需要計算機技術(shù)作為必要的支持。如今,人們對材料提出了更高的需求,這也為計算機在材料科學(xué)中的發(fā)展奠定了現(xiàn)實基礎(chǔ)。因此,文章結(jié)合具體的應(yīng)用方式及其注意事項進行更為細致的論述,旨在為促進材料科學(xué)的發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞:計算機;材料科學(xué);具體運用

現(xiàn)階段,計算機在材料科學(xué)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用,尤其在材料液態(tài)成型、連接成型和塑性成型的過程中,借助計算機技術(shù)的先進性可以對材料成型工藝進行升級和優(yōu)化,運用定量預(yù)測的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)模式中的動向描述。有關(guān)技術(shù)人員能夠借助這種方式來提升自身的工作效率,同時防止人工誤差對材料、工藝和環(huán)節(jié)造成的影響[1]。如今,經(jīng)驗試錯法已經(jīng)不適于當(dāng)今時代的發(fā)展趨勢,在計算機的協(xié)助之下,工作人員能夠以更加便捷可靠的操作形式進行試驗。將計算機技術(shù)運用到材料科學(xué)中,有助于形成質(zhì)量好、實用性強的材料。

1計算機技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用

1.1在新材料設(shè)計中的應(yīng)用

在分析材料設(shè)計的具體方式和尺寸測量等知識的過程中,應(yīng)該將人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)等當(dāng)下比較火熱的新技術(shù)運用到新材料設(shè)計工作中,這樣能夠拓展研究人員的思維,讓他們在實際工作中加入更多的創(chuàng)新理念。利用傳統(tǒng)模式進行工作的過程中需要運用復(fù)雜的化學(xué)理論和物理理論,計算機技術(shù)能夠?qū)⑦@些雜亂的試驗資料進行整合,并且衍生出全新的材料研發(fā)形式,從而有效提升工作效率,也提高了材料設(shè)計的整體質(zhì)量[2]。

1.2在材料研究中的應(yīng)用

在進行材料研究的過程中,對于技術(shù)工作人員來說,其日常工作過程中一項非常重要的內(nèi)容就是進行系統(tǒng)模擬試驗,為了達到實驗的理想效果和目的,需要技術(shù)人員掌握計算機的操作知識和專業(yè)技能,在進行材料研究的工作中發(fā)揮自身的價值。通過計算機模擬出來的結(jié)果能夠使技術(shù)人員獲得有效的數(shù)據(jù),并且為后續(xù)各項工作提供必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。計算機模擬需要結(jié)合新材料設(shè)計的具體工作來展開,如果能夠?qū)⒂嬎銠C的模型作為實體體系的主要參照,那么后續(xù)模擬試驗的進行將會更具有真實性[3]。借助這種方法得出的結(jié)果不僅準(zhǔn)確有效,還能夠?qū)⒁恍┓彪s的環(huán)節(jié)簡化,還能夠?qū)ぷ鞯臓顟B(tài)進行實時的觀察和分析。在以往的傳統(tǒng)模式下,實驗室具有一定的局限性,其中有很多難以探索的模型,但是這些模型均可以借助計算機模擬出結(jié)果,這種全方位預(yù)測的模式是其他技術(shù)無法比擬的。

1.3在優(yōu)化和自動控制材料以及工藝中的應(yīng)用

目前,科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展已經(jīng)帶動很多技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到了全面的應(yīng)用,在材料加工領(lǐng)域也是如此。在技術(shù)的支撐下,工作人員可以利用可編程控制器來實現(xiàn)材料加工的自動化發(fā)展,這種技術(shù)能夠有效提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量和水準(zhǔn)。在材料加工環(huán)節(jié)也可以借助計算機技術(shù),為相關(guān)技術(shù)人員提供更多的便利,一些利用傳統(tǒng)模式進行加工的復(fù)雜環(huán)節(jié)均可以借助這種技術(shù)變得更加簡便,技術(shù)人員只需要通過簡單的操作流程就可以完成材料加工[4]。由此觀之,計算機能夠有效地提升材料加工的整體效率,同時還能夠達到控制材料或創(chuàng)新工藝的效果。例如,材料科學(xué)技術(shù)人員在展開材料加工工作的過程中,可以在計算機模型中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)輸入之后就可以通過計算機的自動化設(shè)置和轉(zhuǎn)換得出最終的結(jié)果。這種模擬方式比較精確,同時還能夠?qū)罄m(xù)材料制備的各個環(huán)節(jié)進行全面的監(jiān)管。尤其是在傳統(tǒng)模式下比較常見的材料表面問題處理工作中,計算機技術(shù)能夠發(fā)揮非常重要的作用,在對制造材料過程中的內(nèi)容進行控制時,確保各項數(shù)據(jù)在要求的范圍內(nèi)。在此基礎(chǔ)上,如果能夠進一步將計算機應(yīng)用到自動控制材料的工作中,能夠有效發(fā)揮出計算機在材料制作和工藝優(yōu)化等方面的優(yōu)良特性。此外,除了能夠有效提升材料科學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的實效性,還能夠從質(zhì)量和自動化控制的標(biāo)準(zhǔn)上對其進行全面的提升。

1.4在處理數(shù)據(jù)和圖像中的應(yīng)用

在對材料科學(xué)進行研究的過程中,無論是借助什么方式都必須經(jīng)過試驗的步驟,在不斷實驗的過程中會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)和信息,對此,可以借助計算機強大的存儲功能來保存數(shù)據(jù)。除了錄入信息和數(shù)據(jù),計算機還可以承擔(dān)處理圖像的任務(wù),關(guān)于材料科學(xué)的研究很多時候都需要應(yīng)用到相應(yīng)的圖像,尤其是在研究的過程中,可能會涉及材料特性和凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,因此需要借助電子顯微鏡技術(shù)和光學(xué)顯微鏡等形式來展現(xiàn)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的二維圖像[5]。在呈現(xiàn)出圖像之后,計算機將會進一步對后續(xù)圖像和數(shù)據(jù)進行處置,在此基礎(chǔ)上獲得的結(jié)果將更加直觀可靠。例如,計算機能夠直接產(chǎn)生聚合方式的具體分布情況和有關(guān)的信息,同時結(jié)合自身整合數(shù)據(jù)的方式展現(xiàn)出信息材料的實際性能,這些結(jié)果能夠為后續(xù)材料的應(yīng)用和與結(jié)構(gòu)方面有關(guān)的研究提供參考。

2計算機技術(shù)自身實際應(yīng)用表現(xiàn)

2.1計算機模擬技術(shù)在液態(tài)金屬成形中的應(yīng)用

計算機數(shù)值模擬技術(shù)在液態(tài)金屬充型期發(fā)揮著非常重要的作用,只有在保障各項數(shù)值精確可靠的基礎(chǔ)上才能夠達到液態(tài)金屬充型期的理想效果。借助計算機技術(shù)能夠在處理自由表面工作的過程中充分利用體積函數(shù)和流量的有關(guān)數(shù)據(jù),同時還能夠計算出與修正流量和傳熱有關(guān)的結(jié)果。經(jīng)過對層流模型和有關(guān)工作的實驗驗證之后,能夠準(zhǔn)確地模擬出液態(tài)金屬充型期的雙方模型結(jié)構(gòu)[6]。如今又衍生出了很多的算法和模式,例如并行算法、三維有限差分法和三維有限單位法等。在使用這些方法的時候,需要結(jié)合具體情況來進行選擇,每一種方法都存在著雙面性,因此應(yīng)該盡量發(fā)揮算法中的優(yōu)良特性,選擇主要的側(cè)重點,這樣不僅能夠發(fā)揮出理想的效果,還能夠保障整體工作的有效性和準(zhǔn)確性。

2.2計算機模擬技術(shù)在熱處理工藝中的應(yīng)用

計算傳熱學(xué)和熱彈性力學(xué)對當(dāng)今計算機模擬技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用起到了不可忽視的作用,借助這種技術(shù)不僅能夠提高計算機模擬研究的速率,還能夠借助熱處理計算機模擬技術(shù)為后續(xù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上,如今很多領(lǐng)域都應(yīng)用了真空加熱、控制爐溫和感應(yīng)加熱等技術(shù),不僅取得了舉世矚目的成果,還有效推動了我國經(jīng)濟的發(fā)展。其中,計算機模擬技術(shù)在熱處理工藝中應(yīng)用的頻率比較高,運用計算機模擬技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)熱處理工藝的優(yōu)化。例如,利用計算機技術(shù)進行鋼淬火方面的模擬試驗時,為了能夠提高計算機的運行速率,同時保障各項數(shù)據(jù)和模型具備準(zhǔn)確性,需要保證實際模擬需求能夠和熱彈性模型的構(gòu)建工作相結(jié)合,除此之外,應(yīng)該控制周圍的環(huán)境,使其保持合理的溫度和殘余應(yīng)力,從而實現(xiàn)鋼淬火流程的優(yōu)化和改良。在此基礎(chǔ)上,此技術(shù)在氣體滲碳的過程中也發(fā)揮了不小的作用。借助離子滲碳數(shù)學(xué)模型和計算機模擬技術(shù),可以得到與碳濃度有關(guān)的曲線,將得出的結(jié)果與具體的情況和特點進行對比,并且找出二者之間相同的部分。在進行真空加熱和感應(yīng)加熱的過程中,整個系統(tǒng)中的工藝參數(shù)能夠及時錄入計算機模擬的模型中,通過這種方式能夠解決傳統(tǒng)模式中存在的人工誤差因素,這樣不僅能夠提升產(chǎn)品的整體水準(zhǔn),還能充分保障數(shù)據(jù)的真實性。技術(shù)人員在接觸到計算機技術(shù)之前容易造成各種誤差,還面臨著繁雜的操作流程。利用這種方式不僅能夠通過參數(shù)的控制來掌握各項工藝,還能夠避免上述問題的發(fā)生。除了上文列舉的幾種應(yīng)用形式,在塑性成型、連接成型和金屬熱處理工作中也能夠有效地借助計算機技術(shù)。因此,計算機技術(shù)在材料學(xué)的應(yīng)用所產(chǎn)生的效果是顯而易見的,在未來的發(fā)展過程中具有較高的應(yīng)用價值。

3結(jié)束語

計算機技術(shù)的應(yīng)用,使材料科學(xué)在各方面水平都得到了有效的提升,但是仍然有部分工作人員沒有認識到計算機技術(shù)的重要性,仍然采用傳統(tǒng)的模式來進行工作,將自身的經(jīng)驗作為主要的參照標(biāo)準(zhǔn)。在未來的發(fā)展過程中,應(yīng)該摒棄這種思想,提升計算機的利用率,借助計算機技術(shù)來解決傳統(tǒng)模式中存在的一些問題和弊端,通過正確的使用方法來提高材料科學(xué)研究工作的整體效率和質(zhì)量,相信在計算機技術(shù)的支持下,材料科學(xué)將會朝著更加科學(xué)和健康的方向發(fā)展。

參考文獻:

[1]萬志華.計算機技術(shù)用于材料數(shù)據(jù)和圖像處理:評《計算機在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用》[J].材料保,2020,53(11):191.

[2]宗朔通,郭琦.《計算機在材料科學(xué)中的應(yīng)用》課程的探索研究[J].山東化工,2020,49(21):174+176.

[3]鄭建秋.計算機模擬技術(shù)在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用淺析[J].廈門城市職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2020,22(2):91-96.

[4]董抒華,張明偉,焦學(xué)健,等.《計算機在材料學(xué)中的應(yīng)用》課程說課設(shè)計[J].山東化工,2019,48(21):210-211.

[5]陳錕,劉克家,施宇濤,等.“計算機在材料科學(xué)中的應(yīng)用”課程改革與實踐[J].廣州化工,2019,47(1):125-126.

[6]李蕓華,王艷麗.計算機在材料科學(xué)領(lǐng)域方面的應(yīng)用[J].信息記錄材料,2018,19(10):31-32.

作者:劉建行 單位:湖北第二師范學(xué)院

免责声明

本站为第三方开放式学习交流平台,所有内容均为用户上传,仅供参考,不代表本站立场。若内容不实请联系在线客服删除,服务时间:8:00~21:00。

AI写作,高效原创

在线指导,快速准确,满意为止

立即体验
文秘服务 AI帮写作 润色服务 论文发表