计算机在材料科学与工程中的应用-材料数据库和专家课件.ppt

1、武汉理工大学 材料学院 School of Materials Science and Technology Wuhan University of Technology计算机在材料科学与工程中的应用叶卫平叶卫平第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/本本 章章 要要 点点数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库材料科学专家系统材料科学专家系统典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统渗碳过程系统控制渗碳过程

2、系统控制 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/5.1 5.1 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构数据库系统概述数据库系统概述180s后后涉及到各种工程和科技领域涉及到各种工程和科技领域70-80s 关系数据库关系数据库理论理论60s 层次数据层次数据模型和模型和网状数据网状数据模型模型如：分布式数据库、工程数据库、模糊数据库、并行数据库以及多媒体数据库等。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/5.1

3、 5.1 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构80s后后涉及到各种工程和科技领域涉及到各种工程和科技领域70-80s 关系数据库关系数据库理论理论关系型关系型DBMS和和网状数据网状数据模型模型 主要有dBASE，FoxBASE，UNIFY,INFORMIX，INGRES，ORACLE和DB2。它们都是关系型的(Data Base Management System, DBMS)。数据库管理系统数据库管理系统2dBASEORACLE 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/5.1 5.1 数据库系

4、统的组成与结构数据库系统的组成与结构 (1)数据库；(2)物理存储器； (3)数据库软件；数据库系统结构数据库系统结构3应用程序A应用程序B应用程序C应用程序D子模式1子模式2子模式3模式存储模式数据库三级结构三级结构 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/5.1 5.1 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构数据库系统结构数据库系统结构3三级结构三级结构 应用程序 1 应用程序 2 应用程序 2 外模式 1 外模式 2 模 式 内模式 物物理理数数据据外模式/模式映射 模式/内模式映射 外模式（

5、用户级数据库） 模 式（概念级数据库） 内模式（物理级数据库） 操作系统 DBMS 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/数据库数据主要特征数据库数据主要特征45.1 5.1 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构数据一致性和可维护性数据一致性和可维护性数据独立性数据独立性数据共享数据共享数据的结构化数据的结构化减少数据冗余减少数据冗余 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/工程数据库工程数据库55.1 5

6、.1 数据库系统的组成与结构数据库系统的组成与结构Eg. 一个CAD系统主要包括DBMS、图形系统、方法库及应用程序四大软件模块 。工程数据库的应用环境工程数据库的应用环境 应用程序应用程序方法库方法库图像系统图像系统DBMS数据库 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库的发展材料数据库的发展15.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库FactSage Databaseshttp:/www.crct.polymtl.ca/ICSD (Inorganic Crystal Struc

7、ture Database) Databasehttp:/icsd.ill.fr/icsd/ The Powder Diffraction File (PDF) The International Centre for Diffraction Data http:/ Structural Database System) http:/www.ccdc.cam.ac.uk/ 金相图数据库陶瓷相图数据库材料腐蚀数据库材料摩擦磨损数据库PDF X衍 射 数 据 库国外国外MDI Jade 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家

8、系统 http:/材料数据库的发展材料数据库的发展15.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库材料热处理数据库材料热处理数据库北京机电研究所北京机电研究所机械工程材料数据库机械工程材料数据库上海材料研究所上海材料研究所航空材料数据库航空材料数据库航空航天工业部材料数据中心航空航天工业部材料数据中心国内国内腐蚀数据库和摩擦数据库腐蚀数据库和摩擦数据库武汉材料保护研究所武汉材料保护研究所90s90s清华大学材料研究所等单位联合建成新清华大学材料研究所等单位联合建成新材料数据库材料数据库, ,包括新型金属和合金、精细陶瓷、包括新型金属和合金、精细陶瓷、新型高分子材料、先进复合材料和非晶

9、态材新型高分子材料、先进复合材料和非晶态材料料5 5个子库。个子库。8080s s以来以来 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库(http:/www.crct.polymtl.ca/)FactSage Databases 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科

10、学与工程数据库材料科学与工程数据库(http:/)PDF DatabasesPDF2-2004年版PDF2-2008年版 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/ 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库沉积工艺沉积工艺预抽真空预抽真空20min；预轰击清洗预轰击清洗15min离子镀沉积离子镀沉积30min后冷却出炉后冷却出

11、炉负偏压负偏压(100-300V)靶电流靶电流(35-80A)氮分压氮分压(0.5-1.5Pa) 根据Fe-Ti相图，Ti在Fe中溶解度小，稳定化合物只有TiFe和TiFe2两种，分析得出优先形成TiFe。根据Ti-N相图，在PVD的温度下可能形成的稳定相有a-Ti、Ti2N,及TiN。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库Ti2N PDF 17-386 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中

12、的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库 结合PVD工艺，PDF卡片，得出TiN涂层表面主要有TiN、Ti2N、TiN0.26、FeTi相。2 04 06 08 0-1 0 001 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 0TiN(222)-Fe(211)b ia -vo ta g e = -1 0 0 Vta rg e t-c u rre n t= 5 0 AN p a rtia l p re s u re = 1 P aH V = 2 0

13、 9 0a d h e n s ive s tre n g th = 3 0 -6 0 NFeTi(211)TiN0.26(200)-Fe(200)TiN(220)-Fe(110)FeTi(110)TiN(200)TiN0.26(10-1)TiN(111)TiN0.26(100)counts2(6 ) 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库(http:/www.china- 计算机在材料科学与工程中的应用计算机

14、在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库(http:/www.china- Jade物相检索物相检索 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库二元相图数据库二元相图数据库美国金属学会(ASM)，美国国家标准局(NIST)4700余幅二元合金相图Eg,输入Ti、N 计算

15、机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料数据库应用举例材料数据库应用举例25.2 5.2 材料科学与工程数据库材料科学与工程数据库陶瓷相图数据库陶瓷相图数据库美国陶瓷学会，美国国家标准局(ACerS-NIST)Eg,输入ZrO2-Y2O3 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/专家系统的历史和发展专家系统的历史和发展15.3 5.3 材料科学专家系统材料科学专家系统 人工智能(Artificial Intellig

16、ence, AI)是计算机科学的一个分支，是20世纪中期产生的并正在迅速发展的新兴边缘学科。ES是人工智能研究领域中最活跃、最具实用价值的应用领域。 什么是专家系统(Expert System, ES)？ 专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个专家系统是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。问题的方法来处理该领域问题。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 h

17、ttp:/专家系统的工作原理专家系统的工作原理25.3 5.3 材料科学专家系统材料科学专家系统专家系统工作原理图专家系统工作原理图知识库知识库推理机推理机专家知识专家知识输入或提问输入或提问答案答案 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/专家系统的工作原理专家系统的工作原理25.3 5.3 材料科学专家系统材料科学专家系统用 户领 域 专 家人 机 接 口推 理 机解 释 程 序知 识 获 得综 合 数 据 库知 识 库专家系统工作原理图专家系统工作原理图专业知识专业知识Why How 信息信息Kno

18、wledge baseGlobal databaseReasoning machineExplicatorInterface 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/专家系统的类型专家系统的类型35.3 5.3 材料科学专家系统材料科学专家系统解释专家系统解释专家系统（interpretation ES ） 预测专家系统预测专家系统（prediction ES) 诊断专家系统诊断专家系统（diagnosis ES ） 设计专家系统设计专家系统（design ES ） 规划专家系统规划专家系统（planni

19、ng ES ） 监视专家系统监视专家系统（monitoring ES）控制专家系统控制专家系统（control） 调试专家系统调试专家系统（debugging）教学专家系统教学专家系统（instruction） 修理专家系统修理专家系统（repair） 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/超精淬透性控制专家系统超精淬透性控制专家系统15.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统http:/The SKF Steel Extra Hardenabi1ity Control System瑞典奥

20、瓦科钢公司),(CuVMoNiCrSPMnSiCfHV 将用户的淬透性要求同炼钢工艺过程的淬透性控制联系起来。钢厂能够按用户的要求提供具有指定淬透性的钢材。淬透性带宽控制(与成分、晶粒尺寸和夹杂物等有关） 通过炉外精炼时的快速化学分析和借助电子计算机作淬透性计算预报(在线联机)进行钢液成分微调，以及将模铸改为连铸等措施，可使淬透性带宽控制在要求的范围之内。“斯凯孚斯凯孚” 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/超精淬透性控制专家系统超精淬透性控制专家系统15.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科

21、专家系统http:/瑞典奥瓦科钢公司模型中模型中Mo和和Mn对钢淬透性影响示意图对钢淬透性影响示意图 模型考虑了合金元素对不同端淬距离处的淬透性贡献的差别, 对每个端淬距离建立了两个回归方程。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/超精淬透性控制专家系统超精淬透性控制专家系统15.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统http:/瑞典奥瓦科钢公司过程控制计算机总过程控制计算机实验过程计算机数据补偿系统SKF淬透性模块合金优选模块离线淬透性模块SKF钢包炉SKF系统联合作业框图系统联合作业框

22、图 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/超精淬透性控制专家系统超精淬透性控制专家系统15.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统http:/瑞典奥瓦科钢公司SKF152钢的淬透性带和用户要求钢的淬透性带和用户要求01020302003004005000102030200300400500硬度(HV)Jd /mm用户要求 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/水泥厂化验室专家系统水泥厂化验室专家系统

23、25.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统http:/ 林宗寿林宗寿 总结了几百家水泥厂化验室的工作经验，针对当总结了几百家水泥厂化验室的工作经验，针对当前水泥厂普遍存在的一些技术问题，并经国家水泥质量前水泥厂普遍存在的一些技术问题，并经国家水泥质量监督检验中心认可，中国水泥协会推荐的适用于所有水监督检验中心认可，中国水泥协会推荐的适用于所有水泥厂的微机产质量分析、决策的管理系统。泥厂的微机产质量分析、决策的管理系统。 有报表自动汇总、产质量分析、最佳配料方案、有报表自动汇总、产质量分析、最佳配料方案、最佳磨机级配、最佳石膏掺量、最佳粉磨细度、最佳混最佳磨机级配、最佳石膏掺量、

24、最佳粉磨细度、最佳混合材掺量、窑况判断和自动预报结窑和生烧情况、智能合材掺量、窑况判断和自动预报结窑和生烧情况、智能化配料计算和智能化配球计算、设备故障原因分析和排化配料计算和智能化配球计算、设备故障原因分析和排除、远程通讯、技术咨询等。除、远程通讯、技术咨询等。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/汽车冲压件选材专家系统汽车冲压件选材专家系统35.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统系统的总体结构图系统的总体结构图南京航空航天大学南京航空航天大学 计算机在材料科学与工程中的应用计算机

25、在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/汽车冲压件选材专家系统汽车冲压件选材专家系统35.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统南京航空航天大学南京航空航天大学汽车左车门内板选材实例汽车左车门内板选材实例 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/汽车冲压件选材专家系统汽车冲压件选材专家系统35.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统南京航空航天大学南京航空航天大学汽车左车门内板选材实例汽车左车门内板选材实例 计算机在材料科学

26、与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/汽车冲压件选材专家系统汽车冲压件选材专家系统35.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统南京航空航天大学南京航空航天大学汽车左车门内板选材实例汽车左车门内板选材实例 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/汽车冲压件选材专家系统汽车冲压件选材专家系统35.4 5.4 典型材料学科专家系统典型材料学科专家系统南京航空航天大学南京航空航天大学汽车左车门内板选材实例汽车左车门内板选材实

27、例 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/人工神经网络人工神经网络 (Artificial Neural Network)15.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用 ANN模拟人类处理方式去理解和利用信息。材料科学所研究的许多问题无法建立确切的数学模型。 ANNANN具有自学习功能，能从实验数据中自动获取数学模型。 ANN ANN在材料设计与成分优化，材料的智能加工与控制,材料加工工艺的优化，材料性能预测等方面得到了广泛应用。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程

28、中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/ANN材料设计与优化材料设计与优化25.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用ANN的材料设计专家系统的材料设计专家系统所 需 性 能数 据 库优 化参 考 材 料N o神 经 网 络知 识 库预 测验 证结束预 测评 价Y e sN o 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/材料设计材料设计(Materials Design)35.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用原料材料试样

29、组织结构特性可否评价改变结构制备观察测试实际试用微观组织结构设计制备方法设计系统设计材料设计材料设计的范围材料设计的范围 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/计算机辅助合金设计计算机辅助合金设计45.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用 日本三岛良绩和等建立的计算机辅助合金设计(Computer Aid Alloy Design，简称CAAD)系统。以元素的含量(百分数)为坐标，构筑以70多种元素的含量为坐标的多维空间，将上述各种信息记录在该多维空间中，然后按下图实现计算机辅助

30、合金设计。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/计算机辅助合金设计计算机辅助合金设计45.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用代用开始输入材料性能要求检索有用信息D = ？YN估算性质初步选择材料性能改进性能估计结束集合并集合并 集合交集合交 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用例

31、例1： 一个典型的用来进行函数逼近的两层结构的神经网络，它具有一个双曲正切型的激活函数隐含层，其输出层采用线性函数。 有21组单输入矢量和相对应的目标矢量，试设计神经网络来实现这对数组的函数关系。P=-1:0.1:1;P2=-1:0.1:1;T=-0.96 -0.577 -0.0729 0.377 0.641 0.66 0.461 0.1336 . -0.201 -0.434 -0.5 -0.393 -0.1647 0.0988 0.3072 . 0.396 0.3449 0.1816 -0.0312 -0.2183 -0.3201; 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应

32、用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用% 网络初始化网络初始化R,Q=size(P);S2,Q=size(T);S1=5;W1,B1=rands(S1,R);W2,B2=rands(S2,S1);b1=;b2=;b1=B1*ones(1,21);b2=B2*ones(1,21); 选择隐含层神经元为5；较复杂的函数需要较多的隐含层神经元：这可以根据试验或经验来确定。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专

33、家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用下载网站： 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用例例2：以铝青铜的化学成分作为输入参数，以抗拉强度b、屈服强度0.2、和延伸率作为输出，建立了高强度船用螺旋桨铝青铜的力学性能预测模型。（采用）数据5项输入:p指合金元素Cu、Mn、Al、Fe、Ni，t指三

34、力学性能b， 0.2， 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用用人工神经网络模型预测铝青铜力学性能用人工神经网络模型预测铝青铜力学性能, 热加工工艺，热加工工艺，2004 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中

35、的应用用人工神经网络模型预测铝青铜力学性能用人工神经网络模型预测铝青铜力学性能, 热加工工艺，热加工工艺，2004 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用抗拉强度b延伸率 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/函数逼近函数逼近BP网络的设计网络的设计55.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中

36、的应用注：BP1.m，BP2.m，BP3.m,BP4.m，BP5.m，BP6.m 结果：预测值与实测数据接近，抗拉强度和屈服强度的相对误差在1%范围，延伸率的最大绝对误差为2.3，明显优于多元线性回归模型515%的误差。 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Neural network(A set of four case studies)65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用vEstimation of the amount of retained austenite i

37、n austempered ductile ironsvNeural network model of creep strength of austenitic stainless steelsvNeural-network analysis of irradiation hardening in low-activation steelsvApplication of Bayesian Neural Network for modeling and prediction of ferrite number in austenitic stainless steel weldsUniversi

38、ty of Cambridge, Stphane Forsik 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用来源：来源：University of Cambridge, Stphane ForsikRetained austenite helps to optimize the mechanica

39、l properties of austempered ductile irons.The maximization of the amount of retained austenite gives the best mechanical properties.Many variables are involved in this calculation and no models can give quantitative accurate predictions. 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 htt

40、p:/Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用University of Cambridge, Stphane ForsikInput parameters 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductil

41、e irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用University of Cambridge, Stphane ForsikInputs/outputsxixjxkh2h1hwt% C, wt% Si, wt% Mn, wt% Ni, wt% Cu Austenising time (min) and temperature (K) Austempering time (min) and temperature (K) Volume fraction of retained austenite (%) HIDDEN UNITS 计算机在材料科学与工程中的应用计

42、算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用University of Cambridge, Stphane ForsikTraining and testing of the model 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Estim

43、ation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用University of Cambridge, Stphane ForsikPredictions of Si and CVolume fraction max for 3-3.25 wt% Si.Below 3.1 wt% Si, more bainitic transformation and more austenite carbon enrichment.Over 3.1 wt%

44、Si, formation of islands of pro-eutectod ferrite in the bainite structure. 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 5.5 ANNANN在材料科学中的应用在材料科学中的应用University of Cambridge, Stphane ForsikPredictions o

45、f Si and CNo effect below 3.6 wt% C.Slight stabilization over 3.6 wt% C, possibly longer time to reach equilibrium for high concentrations. 计算机在材料科学与工程中的应用计算机在材料科学与工程中的应用 第五章第五章 材料数据库和专家系统材料数据库和专家系统 http:/1.31.3课程演变及安排课程演变及安排 微观结构微观结构设设 计计材料性能材料性能预预 测测响响 应应分分 析析 性性 能能优优 化化材材 料料合合 成成新技术新技术革革 命命数数 据据 库库专家系统专家系统材料物理材料物理细观力学细观力学宏观力学宏观力学细观力学细观力学优优 化化方方 法法合合 成成技技 术术要求的要求的性性 能能外外 加加影响史影响史武汉理工大学 材料学院 School of Materials Science and Technology Wuhan University of Technology