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材料和热加工领域的物理模拟技术

￥ 88.2 4.9折 ￥ 180 全新

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北京房山
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作者牛济泰,张梅,等

出版社国防工业出版社

ISBN9787118124415

出版时间2021-09

装帧平装

开本其他

定价180元

货号11551924

上书时间2024-12-14

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品相描述：全新
商品描述
作者简介
张梅，女，材料学博士，上海大学材料学院不错工程师。中国机械工程学会材料分会物理模拟与数值模拟专业委员会副主任。研究领域：金属材料强韧化，汽车轻量化，物理模拟技术。基于Gleeble展开包括金属材料开发、过程模拟优化、产业化应用中材料的适用性和物理模拟研究。低碳低硅无铝(低铝)相变塑性钢的开发、优选高强汽车用钢研发技术集成与创新，相变塑性钢研发和在ISTANA客车中的应用分获省部级科技奖一二三等奖。

目录

第1章概论1

 1.1材料现代物理模拟的基本概念及其研究意义1

 1.2材料物理模拟技术的发展概况3

 1.2.1世界各国材料物理模拟技术及试验装置的发展概况3

 1.2.2中国热模拟技术的发展及其在科技和国防现代化中的应用8

 参考文献12

 第2章常用的热/力模拟试验装置13

 2.1物理模拟技术对热/力模拟试验装置的基本要求13

 2.2美国产Gleeble热/力模拟试验机15

 2.2.1Gleeble热/力模拟试验机产品及主要技术指标与模拟功能15

 2.2.2Gleeble热/力模拟试验机直接电阻加热的工作原理18

 2.2.3Gleeble物理模拟技术特征及其应用27

 2.2.4Gleeble热/力模拟试验机与技术的新发展33

 2.3日本产热/力模拟试验机系列设备34

 2.3.1富士电波Thermecmastor系列设备的主要技术指标与模拟功能34

 ……



内容摘要
1.1材料现代物理模拟的基本概念及其研究意义

物理模拟（physical simulation）是一个内涵十分丰富的广义概念，也是一种重要的科学方法和工程手段。通常，物理模拟是指缩小或放大比例，或简化条件，或代用材料，用试验模型来代替原型的研究。例如，新型飞机设计的风洞试验，塑性成形过程中的密棚云纹法技术，电路设计中的拓扑结构与试验电路，以及航天员的太空环境模拟试验舱等，均属于物理模拟的范畴。

对材料和热加工工艺来说，物理模拟通常是指利用小试件，借助某些试验装置再现材料在制备或热加工过程中的受热，或者同时受热与受力的物理过程，充分而精确地暴露并揭示材料或构件在热加工过程中的组织与性能变化规律，评定或预测材料在制备或热加工时出现的问题，为制定合理的加工工艺及研制新材料提供理论指导和技术依据。物理模拟试验分两种：一种是在模拟过程中进行的试验；另一种是模拟完成后进行的试验。

强调“物理”二字，是相对于“化学”而言，因为“物理模拟”的任务主要是研究材料在受热、受力情况下的微观组织、性能和形状变化的物理行为与过程，一般不涉及化学反应。

以往，在材料科学研究或工程结构及其零部件的生产中，为了评价工艺方案对材料性能或产品质量的影响，多采用试验或试错的方法，这种单凭重复试验的经验性方法不仅消耗大量时间与财力，而且得到的结果往往只是某一具体产品在特定情况下的工艺与性能的关系，不可能获得工艺过程中变化的系统的规律，更不可能探索更普遍或深层次的问题，从而延滞新材料、新技术、新工艺与新产品的开发和应用。

材料现代物理模拟技术是一种高技术。它融集材料科学、传热学、力学、机械学、工程检测技术、电子模拟技术及计算机领域的知识和技能于一体，构成了一个独特的、跨学科的专业领域。利用现代物理模拟技术，用少量试验即可代替过去一切都需要通过大量重复性试验的方法，不但可以节省大量人力、物力，而且可以通过模拟技术研究目前尚无法采用直接试验进行研究的复杂问题，推动材料学科的研究由“经验”走向“科学”，由“定性”走向“定量”。因此，现代物理模拟作为一门新兴技术，已引起世界各国科学界和工程界的广泛关注，应用的范围正迅速扩大。

众所周知，技术的革新和经济的发展越来越依赖新材料的进步。但多年来，无论国内还是国外，从新材料的最初发现到最终工业化应用一般都需要10~20年。为了缩短这个周期（2～5年），美国于2011年正式启动了“材料基因组计划”(materials genome initiative,MGl),开创了新材料开发的崭新模式。为了避免在未来的新材料技术及其他高科技领域的国际竞争中处于被动地位，我国于2016年也启动了中国版的“材料基因组计划”，又称为“材料基因工程”[2）。

就像人体细胞中的基因排列决定人体机能一样，材料显微组织及其中的原子排序决定材料的性能。“材料基因工程”就是借鉴生物学上的基因工程技术，探究材料结构（或配方、工艺）与材料性质（性能）变化的关系，并通过调整材料的原子结构或材料成分配方、改变原子种类及其堆积方式或搭配，结合不同的工艺制备，得到具有特定性能的新材料。所以，“基因”或“基因工程”这个名词并不神秘，但“材料基因工程”这个术语却包含了相当复杂的内容。

材料模拟与材料设计是“材料基因工程”的基础，材料基因工程要经过材料设计、模拟及数据库3个阶段，也就是说至少包括3个方面内容或应具有3个手段[3-4]。

1.材料计算手段

目前，从电子到宏观层面都有各自的材料计算软件，但是还不能做到高效跨尺度计算以达到材料性能预测的目的；各软件之间彼此不兼容；由于知识产权问题，彼此不能共享计算工具的源代码。在这方面的工作主要集中在以下几个方面：

（1）建立准确的材料性能预测模型，并依据理论和经验数据修正模型预测。

（2）建立开放的平台实现所有源代码共享。

（3）开发的软件界面友好，以便进一步拓展到更多的用户团体。

2.试验手段

（1）弥补理论计算模型的不足和构架不同尺度计算间的联系。

（2）补充必要的、基础性的材料物理、化学和材料学的数据，包括材料的电子、力学、光学等性能数据，构建材料性能相关的成分、组织和工艺间的内在联系，并建立庞大的数据库。

（3）利用试验数据修正计算模型，加速新材料的筛选及高效确定。




精彩内容

本书阐述了材料与热加工领域物理模拟的基本理论与应用技术,介绍了当前国内外物理模拟试验装置的发展概况与特点。通过大量实例，详细介绍了物理模拟在焊接、压力加工、铸造及新材料研制和热处理等领域的应用，提高物理模拟精度的途径，模拟试验结果的修正，以及物理模拟技术的发展方向。本书是一本理论与实践相结合，在国内外抢先发售全面地介绍物理模拟试验技术及其应用的学术专著，具有较强的实用性和前瞻性。

 此版除修订了第1版的部分内容外，还补充了大量的物理模拟近期新研究成果。

 本书可供高等院校材料科学与工程学科的师生阅读，也可供有关专业领域的广大科技人员学习参考。



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