集成計(jì)算材料工程：模塊化仿真平臺(tái)的概念和應(yīng)用
定 價(jià)：86 元
- 作者：[德] 喬治·施密茨（G.J. Schmitz），烏爾里�！て绽瓲枺║.Prahl） 等 著；黃新躍 等 譯
- 出版時(shí)間：2016/10/1
- ISBN：9787118108415
- 出 版 社：國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TB305-39
- 頁碼：258
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《集成計(jì)算材料工程：模塊化仿真平臺(tái)的概念和應(yīng)用》主要內(nèi)容包括：單一模型在平臺(tái)上運(yùn)行的好處、初始條件質(zhì)量的改進(jìn)、材料數(shù)據(jù)質(zhì)量的改進(jìn)、材料局部等效性能的討論、平臺(tái)模型的強(qiáng)耦合和弱耦合、具有隨機(jī)微觀結(jié)構(gòu)材料的均質(zhì)化、RVE的形貌分析和定義、RVE位置對等效彈性性能的影響等。
撰寫這本關(guān)于“集成計(jì)算材料工程”（ICME）平臺(tái)的專著的想法來自卓越計(jì)劃項(xiàng)目群之中的課題“高工資國家的集成制造技術(shù)”的工作，該項(xiàng)目是由德國聯(lián)邦政府卓越計(jì)劃資助的。
課題最初稱為“材料虛擬加工鏈”，其目的是為不同類型的材料和加工過程建立模擬仿真系統(tǒng)。但是在項(xiàng)目開始不久的2006年，人們很快發(fā)現(xiàn)，要想在加工的各個(gè)環(huán)節(jié)之間以及材料工程的不同尺度之間進(jìn)行有效的信息交換，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、開放性和可擴(kuò)展的仿真平臺(tái)是最起碼的要求。
課題的仿真平臺(tái)的核心基于德國亞琛工業(yè)大學(xué)（RWTH）十幾個(gè)研究所的專家和他們使用的仿真工具。專家們的專業(yè)覆蓋了整個(gè)制造生產(chǎn)鏈，從鑄造到冷／熱成形工藝、熱處理、連接工藝，以及涂層和機(jī)加過程，包括了不同的材料類型，比如金屬合金（特別是鋼）、復(fù)合材料和高聚物。該平臺(tái)建立在RWTH的計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)上，由科學(xué)計(jì)算和信息管理的專家們最終完成。
具體來說，參加項(xiàng)目的有以下這些研究所：鑄造研究所（GI），黑色冶金研究所（IEHK），焊接和連接件研究所（ISF），表面工程研究所（IOT），金屬成形研究所（IBF），塑料加工研究所（IKV），科學(xué)計(jì)算研究所（SC），機(jī)械工程信息管理系（ZLW/IMA）.紡織技術(shù)研究所（ITA），F(xiàn)RAUNHOFER激光技術(shù)研究所（ILT/NLD）和ACCESS。
在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，ICME已經(jīng)顯露出是計(jì)算材料研究的一個(gè)新方向，集中了計(jì)算材料研究的各個(gè)方面，研究從原子尺度到細(xì)微觀連續(xù)尺度的微觀結(jié)構(gòu)，再到工程應(yīng)用的部件或加工尺度的多尺度問題。在我們看來，這一正在發(fā)展的平臺(tái)概念將對新出現(xiàn)的ICME方向非常有價(jià)值，由于很難在某個(gè)期刊的文章中發(fā)表標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)架及其應(yīng)用實(shí)例，我們決定在這本書中介紹“集成計(jì)算材料工程平臺(tái)”的概念。我們希望讀者一旦看到這部書就感覺有用和深受啟發(fā)，并在其后研究平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)時(shí)有所幫助。
第Ⅰ部分 概念
第1章 引言
1．1 動(dòng)機(jī)
1．2 什么是ICME
1．2．1 “一元系統(tǒng)”：I，C，M，E
1．2．2 “二元系統(tǒng)”：ME，IM，IE，IC，CE和CM
1．2．3 “三元系統(tǒng)”：CME，ICM，IME，ICE
1．2．4 “四元系統(tǒng)”：ICME
1．3 ICME的發(fā)展歷程
1．4 當(dāng)前實(shí)現(xiàn)ICME的努力
1．5 向模塊標(biāo)準(zhǔn)化的ICME平臺(tái)前進(jìn)
1．6 本書內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 平臺(tái)的基本特征
2．1 概述
2．2 開放體系結(jié)構(gòu)
2．3 模塊化
2．3．1 單一模塊
2．3．2 尺度的橋接
2．3．3 接口模塊／服務(wù)
2．3．4 數(shù)據(jù)模塊
2．4 標(biāo)準(zhǔn)化
2．5 基于網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)操作
2．6 平臺(tái)概念的好處
2．6．1 對軟件提供者的好處
2．6．2 對工業(yè)用戶的好處
2．6．3 對科研、教育和知識(shí)管理的好處
2．7 使用測試算例驗(yàn)證
參考文獻(xiàn)
第3章 先進(jìn)模型、軟件以及未來的改進(jìn)
3．1 引言
3．2 現(xiàn)有模型和軟件的回顧
3．3 在ICME框架內(nèi)對模型和軟件的要求
3．3．1 模型質(zhì)量
3．3．2 改進(jìn)數(shù)值和模型精度
3．3．3 單個(gè)模型的加速與分布式仿真
3．3．4 信息集成
3．4 單一模型在平臺(tái)上運(yùn)行的好處
3．4．1 初始條件質(zhì)量的改進(jìn)
3．4．2 材料數(shù)據(jù)質(zhì)量的改進(jìn)
3．4．3 材料局部等效性能的討論
3．5 平臺(tái)模型的強(qiáng)耦合和弱耦合
3．6 小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 標(biāo)準(zhǔn)化
4．1 概述
4．2 幾何形狀和結(jié)果數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化
4．2．1 擴(kuò)展文件頭
4．2．2 幾何形狀屬性
4．2．3 場數(shù)據(jù)
4．3 材料數(shù)據(jù)
4．4 應(yīng)用程序界面
4．4．1 USER_MATERIAL_TM子程序
4．4．2 USER_MATERIAL_HT子程序
4．4．3 USER_EXPANSION子程序
4．4．4 USER_PHASE_CHANGE子程序
4．5 標(biāo)準(zhǔn)化的未來方向
參考文獻(xiàn)
第5章 等效性能的預(yù)測
5．1 引言
5．2 具有周期性微觀結(jié)構(gòu)材料的均質(zhì)化
5．2．1 一種非均質(zhì)材料的靜平衡問題
5．2．2 周期性和兩級(jí)尺度描述
5．2．3 漸近均質(zhì)化方法
5．3 具有隨機(jī)微觀結(jié)構(gòu)材料的均質(zhì)化
5．3．1 RVE的形貌分析和定義
5．3．2 RVE位置對等效彈性性能的影響
5．3．3 隨機(jī)均質(zhì)化
5．4 宏觀結(jié)果的后處理：局部化
5．5 均質(zhì)化模型：專為半晶態(tài)熱塑性塑料開發(fā)的兩級(jí)輻射均質(zhì)化
5．5．1 非晶和多晶相的力學(xué)性能
5．6 虛擬材料測試
5．7 確定等效性能的工具
5．7．1 均質(zhì)化工具HOMAT和其前處理器Mesll2Homat
5．7．2 虛擬測試的編程環(huán)境
5．8 例子
5．8．1 基于驗(yàn)證例子的方法比較
5．8．2 一種Fe-C-Mn鋼的奧氏體-鐵素體相變
5．8．3 隨機(jī)均質(zhì)化的應(yīng)用：一個(gè)開孔金屬泡沫材料的等效熱導(dǎo)率
5．9 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第6章 分布式仿真
6．1 動(dòng)機(jī)
6．2 AixViPMaP仿真平臺(tái)架構(gòu)
6．3 數(shù)據(jù)集成
6．4 基于互聯(lián)網(wǎng)的仿真平臺(tái)用戶界面
參考文獻(xiàn)
第7章 可視化
7．1 動(dòng)機(jī)
7．2 標(biāo)準(zhǔn)化的后處理
7．3 集成的可視化
7．4 數(shù)據(jù)歷程追溯
參考文獻(xiàn)
第Ⅱ部分 應(yīng)用
第8章 管線鋼測試算例
8．1 引言
8．2 材料
8．3 工藝
8．3．1 工藝鏈概述
8．3．2 再加熱
8．3．3 熱軋
8．3．4 冷卻和相變
8．3．5 U形和O形成型
8．3．6 焊接
8．4 試驗(yàn)
8．4．1 膨脹計(jì)試驗(yàn)
8．4．2 確定屈服流動(dòng)曲線和動(dòng)態(tài)DRX動(dòng)力學(xué)的壓縮試驗(yàn)
8．4．3 拉伸試驗(yàn)
8．4．4 焊接試驗(yàn)
8．5 實(shí)驗(yàn)工藝鏈
8．6 仿真模型和結(jié)果
8．6．1 再加熱
8．6．2 熱軋
8．6．3 冷卻和相變
8．6．4 U成型和O成型
8．6．5 焊接
8．7 結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)
參考文獻(xiàn)
第9章 齒輪零件測試算例
9．1 引言
9．2 材料
9．3 工藝鏈
9．3．1 概述
9．3．2 熱軋和鍛造
9．3．3 FP退火
9．3．4 機(jī)械加工
9．3．5 滲碳
9．3．6 激光焊接
9．4 試驗(yàn)步驟和結(jié)果
9．4．1 現(xiàn)象概述
9．4．2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和晶粒長大的特征
9．4．3 相交特征
9．4．4 在工藝鏈中粒子演化的研究
9．4．5 焊接深度的特征
9．5 仿真鏈和結(jié)果
9．5．1 仿真鏈概述
9．5．2 宏觀工藝模擬
9．5．3 微觀模擬
9．6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第10章 工程塑料零件測試算例
10．1 引言
10．2 材料
10．2．1 聚丙烯
10．3 工藝鏈
10．4 工藝鏈各個(gè)過程的模擬
10．4．1 半晶態(tài)熱塑料的結(jié)晶過程
10．4．2 分子取向的形成
10．4．3 半晶態(tài)熱塑料的等效力學(xué)性能
10．4．4 材料宏觀力學(xué)行為
10．5 實(shí)際工藝鏈的實(shí)現(xiàn)
10．5．1 SigmaSoft軟件
10．5．2 SphaeroSim軟件
10．5．3 HOMAT軟件
10．5．4 有限元Abaqus軟件
10．5．5 仿真鏈
10．6 試驗(yàn)方法
10．7 結(jié)果
10．7．1 宏觀過程模擬
10．7．2 微觀結(jié)構(gòu)模擬
10．7．3 等效力學(xué)性能
10．7．4 宏觀零件的行為
10．8 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第11章 織物增強(qiáng)金屬活塞桿測試算例
11．1 引言
11．2 試驗(yàn)流程
11．2．1 編織工藝
11．2．2 熔模鑄造工藝
11．3 仿真鏈
11．3．1 概述
11．3．2 編織工藝的仿真
11．3．3 編織結(jié)構(gòu)的仿真
11．3．4 滲透工藝的仿真
11．3．5 固化微觀結(jié)構(gòu)的仿真
11．3．6 等效各向異性材料性質(zhì)
11．3．7 零件的等效性質(zhì)
11．4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第12章 不銹鋼軸承套測試算例
12．1 引言
12．2 材料
12．2．1 概述
12．2．2 熱物理性能
12．3 工藝過程
12．3．1 工藝鏈概述
12．3．2 鑄造工藝
12．3．3 熱處理工藝
12．3．4 機(jī)加工過程
12．3．5 應(yīng)用過程
12．4 現(xiàn)象
12．4．1 對建模對象的概述
12．4．2 對各個(gè)現(xiàn)象的描述
12．5 仿真鏈
12．5．1 仿真工具
12．5．2 仿真流程
12．6 結(jié)果
12．6．1 宏觀過程模擬
12．6．2 微觀結(jié)構(gòu)模擬
12．7 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
第13章 未來的ICME
13．1 必須面對的問題
13．2 經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)
13．3 未來方向
13．3．1 教育和培訓(xùn)
13．3．2 國際化、專業(yè)化和商業(yè)化
13．3．3 平臺(tái)發(fā)展
13．4 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
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