《材料综合计算实践》集成材料设计、成型工艺仿真和服役安全评估全链条计算的多个工具软件，包括第一性原理计算CASTEP、分子动力学计算LAMPPS、有限元MSC.Marc和ABAQUS及断裂力学分析、疲劳寿命分析fe-SAFE、多物理场计算COMSOL等，使学生对材料计算具有一个全景式的掌握了解，为学生将来实际工作中使用提供具体的指引。本书对每一个计算软件在简要介绍基本原理基础上，重点培养学生使用技能，通过一个基本案例掌握软件的使用过程，然后设计若干实际案例用于学生开放实验，既检验学生对设计与计算软件的掌握程度，也锻炼学生解决实际问题的能力，开阔学生眼界，引导学生深入学习掌握相关的材料计算软件，提升学生材料综合计算能力。

第1章 材料结构与性能设计计算
1.1 第一性原理CASTEP计算及其案例
1.1.1 CASTEP软件的使用与元素赝势
1.1.2 铜的晶格常数与晶体结合能曲线的计算
1.1.3 开放实验
1.2 分子动力学LAMMPS计算及其案例
1.2.1 分子动力学LAMMPS软件的使用与势函数
1.2.2 纯铜晶体的热膨胀计算
1.2.3 开放实验
第2章 金属材料加工成形仿真计算
2.1 有限元计算及常用软件
2.1.1 有限元及其软件求解方法简介
2.1.2 MSC.Marc软件及其使用
2.1.3 ABAQUS软件及其使用
2.2 材料塑性加工成形仿真
2.2.1 塑性加工成形仿真的共性问题
2.2.2 典型示例——轮毂热锻过程模拟
2.2.3 塑性加工成形仿真开放实验项目
2.3 焊接过程仿真
2.3.1 焊接过程仿真的共性问题
2.3.2 简单示例——钢板对接的焊接过程模拟
2.3.3 焊接过程仿真开放实验项目
2.4 材料3D快速成形中的传热计算
2.4.1 3D快速成形简介及其传热问题
2.4.2 典型示例——低温冰型3D快速成形传热Marc分析计算
2.4.3 3D快速成形开放实验项目
第3章 材料裂纹扩展与零件的安全寿命评估
3.1 Marc软件的断裂力学分析
3.1.1 断裂力学的有限元分析方法
3.1.2 MSC.Marc p的断裂力学分析
3.2 ABAQUS软件的断裂力学分析
3.2.1 无孔钢板上裂纹扩展过程的仿真模拟
3.2.2 带孔钢板上裂纹扩展过程的仿真模拟
3.3 疲劳寿命分析及其分析软件介绍(FE-SAFE、zencrack)
3.3.1 疲劳断裂的基本概念
3.3.2 疲劳寿命分析软件FE-SAFE介绍
3.3.3 零件疲劳与寿命评估案例——汽轮机铸造主汽阀的疲劳寿命分析
3.4 零件安全寿命开放实验项目
3.4.1 阳台伸出钢梁的安全设计
3.4.2 胸骨受冲击后的变形与开裂仿真计算
3.4.3 动车车轴的疲劳寿命模拟仿真
第4章 多物理场有限元软件COMSOL Multiphysics及其在材料腐蚀研究中的应用
4.1 多物理场计算软件COMSOL Multiphysics简介
4.1.1 COMSOL Multiphysics的使用流程
4.1.2 使用COMSOL Multiphysics建模的主要工作
4.2 COMSOL中的电化学腐蚀模拟
4.2.1 工程中的腐蚀失效
4.2.2 电化学腐蚀及其腐蚀机理与效应的模拟
4.2.3 优化腐蚀保护系统
4.2.4 电化学腐蚀模块界面及功能
4.3 异种金属材料大气腐蚀仿真模拟
4.3.1 物理背景
4.3.2 模型定义
4.3.3 仿真计算流程
4.3.4 结果与讨论
4.4 多相合金的局部腐蚀
4.4.1 物理背景
4.4.2 模型定义
4.4.3 仿真计算流程
4.4.4 结果与讨论
4.5 开放实验
参考文献