武理工计算机在材料科学与工程中的应用实验指导

1例1为提高某产品的转化率，选择了三个有关的因素进行条件试验，反应温度关系剖析得比较清楚。缺点是(1)试验次数太多，费时、费事，当因素水平比较2因素水平仅局限于局部区域，不能全面地反映因素的全面情况；(3)无法分清因3考虑兼顾全面试验法和简单比较法的优点，利用根据数学原理制作好的规格化表－－正交表来设计试验不失为一种上策。用正交表来安排试验及分析试验结果，这种方法叫做正交试验法。事实上，正交最优化方法的优点不仅表现在试验的设计上，更表现在对试验结果的处理上。正交试验法的优点4），945A温度(℃)1237)、L1211)、L165)、L32根据该软件的使用说明，可以完成一般的正交设计。运行该软件，选取正交表，输入实验数据，如图5(a)所示，单击〔分析〕下拉菜单得到实验计划表，6用“正交设计助手”软件对正交试验结果进行直观分析和计算，见图6。其7AA）＝）＝）＝根据本例要求，各因素的水平选取原则为1）对主要因素，选使指标最好的8羟基磷灰石[Hydroxyapatite,HAP,化学式Ca10(PO4)6(OH)2]是一类生物陶瓷材料。利用正交试验设计法的原理,对湿法制备羟基磷灰石的几个重要因素,如反应物初始浓度，回流时间，NaOH浓度，陈化时间作为正交表的因子,ABCD111222344按正交表的各试验号中规定的水平组合进行9次试验，将试验结果(指标)填入表6。试研究各因子对HAP产率的影响以及制备HAP的最优条件。表6试验安排和试验结果12349112244142142122441等温淬火热处理工艺，该材料的淬火温度和等温温度范围分别为1210℃-1250℃和280℃-320℃。要求了解等温温度、淬火温度和等温时间对冲击韧性抗弯强度112233抗弯强度1203144)0516782091注：表中数据均为3个试样的平均值，抗弯强度和硬度栏的数据经过了(y-4000)和(y-66)的实验工艺:纯铝熔化后,在700℃左右加入硅和镁,继续加热升温到950-1050℃时,用底吹法通过石英玻璃管向密封溶液中通入氮气,流量控制在10m表9因素、水平表1123表10正交实验安排和结果1234111112221333212322312312313232133321某无机材料Na2O，K2O，CaO和SiO2组成见表11，求该材料组成对其弹性模量表11材料成分水平表/%11234567892^yi＝y(xi)=a+bxi^3理论和详细内容请参考文献[1]。这里仅介Y=A+B1X1+B2X2+…+BkXk（1）423y'=lgy;x1=lgx;x2=lgx;x3=lgx;x4232.3RT5=(SYY-RSS)/SYY6件在模型估计范围内，由此可以采用该模型对此种耐热钢的持久强度x000进行solve('-log(10^5)+343.75-476.15*log(x)+210.7轴承钢经过真空处理前后钢液中锰的含量见表3。请研究真空处理后成品轴2．用阿累乌斯公式求滲硼激活能40钢滲硼参数和滲硼深度(μm）的关系见表4，求滲硼过程的激活能。表4滲硼温度、时间和滲硼深度(μm）实验数据27468δ2=k0te_Q/RT(1)-1）2345788y17621384857669736819241989Eg3薄板焊接以某金属薄板焊件焊缝温度场为例，分析焊接过程温度场。因温度场对称，exp（11-8）式中r为离开热源中心的距离。求焊接温度场y+oO'x2T(x,y,0)=T0β_换热系数；T_初始温度；T_问题，最终归结为解一个代数方程组的数值解。对于大多数导热问题,求解温度场时很难得分析功能。ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种3ρvhβk则：exp该题目可转化为求以下微分方程组：(以y轴kkkkTkkkk40056782C∂n∂C9材表面碳含量即达ωc=1%且始终保持这一水平，试求渗碳进行4_12铝空气对流系数F海水对流系数F13/4’’321YX（11-12）式中，，为材料的热扩散率，ρ为密度，Cp为比热,λ为热传导率，T为温度，t上表面：Q(x,,t)式中，T是工件表面的温度，Ta是环境温度。n是其它表面的外法线方向。h是材料表面式中，T是铸件表面的温度，Ta是砂介质温度。n是其它表面的外法线方向。hk为1的熔点分别为1960℃和2800℃,熔化热分别为52.3kJ/mol和77.4kJ/mol，以纯液态NiO作=(xG+xG)+ΔG=(xAG,A+xBG,B)+RT(xAlnxA+xBlnxB)(11-15)μA=G,A+RTlnxA(11-16)μB=G,B+RTlnxB(11-17)2G,A(α)+RTlnx=G,A(β)+RTlnx当今材料集成热化学数据库和相图计算软件主要有瑞典皇家工学院材料科学与工程系为主开发的Thermo-Calc系统和加拿大蒙特利尔多学科性工业大学计算热力学中发的FACT（FacilityfortheAnalysisofChemicalThermodynamics）系统。这些将式(11-18)和式(11-19)用于NiO-MgO系，设液(l)相为β,固(s)相为α,则有3gO=xiO,则式(11-23)可写成4intTA=1960+273,TB=28floatR=8.310,DHA=52300.0{}{xbl=((exp(-dga/(R*k))-1)*exp(-dgb/}{}{intgdriver=DETECT,initgraph(&gdriver,&graphmo{printf("Graphicserror:%s\n",grapherrormsg(errorc}5}{setviewport(50,50,getmaxx()-50,outtextxy(70,100,"SOFTWAouttextxy(60,140,"TWOPHASEDI}makemap(float*solius,float*liquid{charmy[5],mx[5];X1=getmaxx()/2-230;X2=getmaxx()/Y1=getmaxy()/2-150;Y2=getmaxy()/xstep=(X2-X1)/10;ystep=(Y2}{u=((p[i]-1900)/1000.0*(Y2v=(int)(solius[i]*(w=(int)(liquidus[i]*(X2-X1)putpixel(X1+w,Y2-u,putpixel(X1+v,Y2-u,}outtextxy(X1-30,Y1+2*i*ystouttextxy(X1+2*i*xstep-10,6}outtextxy(200,50,"TWOPHASEouttextxy(190,250,"LL+Souttextxy(X1-10,Y2+outtextxy(X1+450,Y2+}{floatsolius[500],liquidus[500];printf("正在计算，请等待！"{solius[i]=xb1(p[i]);/*liquidus[i]=xb2(p[i])}makemap(solius,liquidus}70GL=8.4(2550_T)Δ0GL=8.4(在/DOWNLOAD_AREA/Demos.html网址下载Thermo-Calc相图上网http://www.crct.polymtl.ca/fact/index.php，在该网站上查找Al-Si相图和2IEEE/IEEElectronicLibrary(IEL)ASCE数据库ASME数据库上式中QE为组内偏差平方和，即每个水平下各实验结果与该水平平均值之差的）：JE=n×m_n=n(m_1)JA=n_1JT=n×m_12.如果F0.01(fA,fE)>F≥F0.05(fA,fE)，由于F≥F0.05(fA,fE)出现的概率只有5%,是一个小概率事件，当其出现时，说明试验条件的改变对试3.如果F≥F0.01(fA,fE)，由于F≥F0.01(fA,fE)出现的概率只有1是一个更小4.如果F<F0.05(fA,fE)，则该因素是非123456y=[2.0652.0732.0802.0972.0532.0842.052p=anova1(y)p=将“Available”框中所有列选中，点击“→”将其加入到“Selected”框中进行℃；水平3：780℃),故Data1_B被设定为A1B2。注意每列均需正确设置。设SumofMean------------------------------------------A2B2查F分布表，直接算出F所对应的概率。由于本例远远小于0.01，故实验室对测位错是一种线性晶体缺陷,它的存在会引起其中心区域产生严重畸变,在其周刃型位错应力场分布都采用弹性连续介质模型。该模型假设：(1)研究晶体2xzyzr=sin(theta).*(2+cos(2*holdoff345从模拟计算结果可以直观地获得刃型位错应力场的一些特点:2.用拉曼光谱仪测定两份TiO2样品的晶体结构类型，并将样品图谱与TiO2的金红石(rutile)和锐钛矿(anatase)两种结构的标准