計算材料的案例
基于vasp計算材料紅外與Raman光譜信息
Parker, et al., Phys Rev, 155, 712 (1967))
使用方法二：Phonopy-Spectroscopy計算材料紅外和Raman圖像
前置計算：
1、需要通過有限位移法或密度泛函微擾論（DFPT）計算得到材料二階力常數(shù)（有限位移法獲得的為FORCE SETS，需通過hiphive或phonopy轉(zhuǎn)化為FORCE_CONSTANTS）。同時可將其轉(zhuǎn)化為hdf5文件。
2、需要計算得到材料的BORN電荷，有限位移法和額外進行一次自洽計算獲得，DFPT可一次計算得到。
INCAR參數(shù)：LEPSILON = True
3、通過phono3py計算得到材料的三階力常數(shù)，計算任務(wù)數(shù)量可通過設(shè)置位移大小適配計算資源。同時可將其轉(zhuǎn)化為hdf5文件。
依據(jù)前面計算，得到材料在Γ點的振動模式信息，包括mesh.hdf5或mesh.yaml文件和irreps.yaml文件。
展開 免費直播課 | 海克斯康集成材料計算工程 10X ICME解決方案發(fā)布
作為Hexagon制造智能部門的一部分，e-Xstream 推出了新的10X集成計算材料工程（ICME）解決方案，該解決方案將學術(shù)研究與領(lǐng)先的仿真軟件和檢測解決方案相結(jié)合，使得制造商能夠?qū)Σ考M行虛擬工程設(shè)計與測試，從而有效地加速創(chuàng)新。
集成計算材料工程（ICME）是一種新興技術(shù)，可確保材料和制造工藝的最佳組合，以追求創(chuàng)新并將材料性能最大化，從而降低成本和縮短交付時間。
Hexagon的10X ICME為業(yè)界提供了最完整和集成的解決方案組合，以充分利用ICME的全部潛力。這是第一個應(yīng)用ICME的工業(yè)化解決方案，因此公司可以利用材料與制造工藝的理想組合來創(chuàng)新并將材料性能最大化，同時還可以降低成本和縮短產(chǎn)品交付時間。通過集成設(shè)計、工程和測試，制造商可以在產(chǎn)品開發(fā)的早期做出明智的選擇，以提高質(zhì)量或減少浪費，還可以利用數(shù)據(jù)來設(shè)計更有效，相互聯(lián)系的設(shè)計和工程工作流程。
ICME通過改進材料模擬的準確性和信任度以及更好的數(shù)據(jù)和建模，使碳纖維復合材料等先進材料得以使用并發(fā)揮其全部潛力。使用10X ICME，現(xiàn)在可以預測先進材料（例如復合材料）以及如注塑或3D打印等制造工藝的組合，這將影響到未來飛機和汽車的諸多性能，如它們的速度或耐久性。它減少了所需的材料測試，并將測量結(jié)果與仿真相關(guān)聯(lián)，因此制造商可以更輕松地驗證仿真。此外，由于可以輕松獲得材料數(shù)據(jù)，因此工程師可以應(yīng)用準確值來進行最佳設(shè)計，而不必依賴于近似值。
端到端供應(yīng)鏈的數(shù)字集成還可以通過減少現(xiàn)實世界中對原型設(shè)計和過設(shè)計的依賴，來減少材料浪費。從材料開發(fā)到最終零件性能的整個生產(chǎn)線中，以材料為中心的“數(shù)字雙胞胎”將使得在概念設(shè)計階段就能夠預測最終產(chǎn)品的性能。
展開 第四屆全國顆粒材料計算力學會議紀要
第四屆全國顆粒材料計算力學會議于2018年7月6-8日在廈門舉行，會議由中國力學學會計算力學專業(yè)委員會主辦，華僑大學脆性材料加工技術(shù)教育部工程研究中心、大連理工大學工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點實驗室承辦。華僑大學校長徐西鵬教授、大連理工大學李錫夔教授擔任大會主席。共有來自全國60多所高校、科研院所的近200名專家學者與會。
會議以“基礎(chǔ)與應(yīng)用相融合，促進顆粒計算力學發(fā)展”為主題，聚焦基于顆粒的計算方法、軟件和工程應(yīng)用的關(guān)鍵問題和難點問題，為國內(nèi)外同行提供一個開放的交流平臺，通過對當前顆粒計算力學研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的交流，凝煉顆粒力學中新的研究方向，確定相應(yīng)的關(guān)鍵力學問題，推動顆粒計算力學在基礎(chǔ)理論、數(shù)值方法和工程應(yīng)用中的發(fā)展，促進顆粒力學與其它學科的交叉融合。大會邀請英國薩里大學鄔傳宇教授、香港科技大學趙吉東教授和上海交通大學王宇杰教授等10位知名學者作大會報告，16位學者作了邀請報告，另有80個分會場報告。經(jīng)過專家推薦，共評選出6篇優(yōu)秀學生論文予以獎勵，同時將向《力學學報》等科技期刊推薦若干論文發(fā)表。
會議期間，李錫夔教授主持召開了顆粒材料計算力學專業(yè)組會議，討論了專業(yè)組的發(fā)展和換屆事宜，并決定第五屆全國顆粒材料計算力學會議由武漢大學承辦，由周偉教授和楚錫華教授具體負責。
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在HyperLaminate計算復合材料ABD剛度矩陣
首先導入模型，創(chuàng)建好需要進行ABD剛度矩陣計算的pcomp屬性，在HyperMesh2d面板下選擇HyperLaminate
進入HyperLaminate面板
Sci.經(jīng)典綜述：第一性原理計算材料設(shè)計用于鋰離子電池中的儲能材料
2.3 蒙特卡洛（MC）模擬
集團展開式能夠快速計算依賴于給定主體內(nèi)任意配置的系統(tǒng)能量，該特征使其便于在蒙特卡洛模擬中使用，這是評估有限溫度行為的一種有效方法。如果不能簡單地從蒙特卡洛模擬所計算的能量或熱容中獲得相變，那么就需要對自由能進行積分。雖然這些第一性原理方法可以計算鋰離子電池材料的相關(guān)性能，但可能由于基礎(chǔ)和計算的限制仍會產(chǎn)生一些不準確性。此外，從蒙特卡洛模擬所獲得的自由能通常只包含構(gòu)型熵，系統(tǒng)內(nèi)所包括的其他熵機理（包括振動、電子和磁性）則需要顯著的計算成本。
圖2 計算方法的概念流程圖
【性能預測】
這部分重點介紹鋰插入電極材料，即在正極材料上反生的反應(yīng)是在電池放電期間將鋰離子嵌入主體中（自發(fā)過程），而在電池充電期間鋰離子脫出主體化合物。
圖3 鋰離子電池中最相關(guān)的正極材料的晶體結(jié)構(gòu)和電壓-組成曲線圖
（a）層狀LiCoO2（R3-m S.G.）——氧（紅）層以ABC序列堆疊，鋰（綠）和鈷（藍）位于交替層的八面體間隙位置
（b）尖晶石型LiMn2O4（Fd-3m S.G.）——鋰（綠）位于氧堆疊形成的四面體間隙位置
（c）橄欖石型LiFePO4（Pnma S.G.）——磷（黃）和氧形成四面體單元，采用共角連接于FeO6八面體平面
3.1 晶體結(jié)構(gòu)與相變：容量和循環(huán)穩(wěn)定性
3.1.1 初始主體化合物的建模
進行第一性原理計算所需的唯一輸入是晶體結(jié)構(gòu)和材料組成。由于組成和結(jié)構(gòu)作為獨立的變量輸入，因此研究人員可以在準備實驗之前利用DFT法快速探索潛在的電極材料。計算的目的是指導實驗，而不是替換實驗。為了設(shè)計新材料，通常的出發(fā)點是分析給定結(jié)構(gòu)類型的成分改性所帶來的影響，與實驗不同，這些可以通過計算快速完成。
展開 procast材料計算教程
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鏈接為PROCAST材料數(shù)據(jù)計算的教程，多多指教
LS-DYNA人工智能多尺度計算技術(shù)及其在注塑成型復合材料領(lǐng)域的應(yīng)用
在多尺度材料設(shè)計和分析方面，LS-DYNA軟件提供了RVE建模功能，其思路是數(shù)值化地重構(gòu)材料樣本，這些數(shù)值化的材料樣本模型可以非常準確地代表真實材料的微觀幾何結(jié)構(gòu)，我們將其稱為代表性體積單元，簡稱RVE。以纖維增強復合材料為例，如果我們知道纖維取向和體積分數(shù)的具體數(shù)值，并且可以分別測量出纖維和基體的材料屬性，那么就能為這種短纖維增強復合材料，構(gòu)建對應(yīng)的RVE數(shù)值模型，然后對該RVE模型開展有限元計算，以預測均質(zhì)化的復合材料宏觀屬性。上圖展示了用于RVE分析的LS-DYNA關(guān)鍵字，RVE分析功能對復合材料，在材料層面上的虛擬設(shè)計和測試非常有用。
現(xiàn)在如果考慮更高層面，不僅是在材料樣本層面而是著眼于大尺度的復合材料部件，若要對復合材料部件開展非常準確的結(jié)構(gòu)分析，那么可以考慮使用高精度的多尺度結(jié)構(gòu)分析方法。多尺度結(jié)構(gòu)分析方法的基本思路是，首先用有限元離散化全局的復合材料部件，然后將每個有限元分別耦合到與其局部材料微觀結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的RVE模型，同時對這些RVE模型也用有限元方法進行離散化。因而在動態(tài)仿真中的每一個時間步，都可以根據(jù)纖維和基體的屬性對RVE模型開展局部有限元分析。
在RVE分析中，根據(jù)從全局有限元計算獲得的宏觀應(yīng)變，預測均質(zhì)化的復合材料宏觀應(yīng)力和宏觀材料剛度，計算出復合材料的宏觀應(yīng)力后，可以繼續(xù)完成復合材料部件的全局有限元計算，然后預測整體部件在下一個時間步內(nèi)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形，通過這種多尺度仿真能完全避免，因采用傳統(tǒng)的復合材料本構(gòu)關(guān)系所引起的模型誤差。
因此理論來說，前文所描述的多尺度結(jié)構(gòu)分析方法能實現(xiàn)非常高的預測精度。然而在實際中，對于大型結(jié)構(gòu)而言這類高保真的多尺度結(jié)構(gòu)分析仿真成本過高，對于這里顯示的模型即使采用并行計算，也需要花費一個多月的時間。
展開 LS-DYNA人工智能多尺度計算技術(shù)及其在注塑成型復合材料領(lǐng)域的應(yīng)用
在多尺度材料設(shè)計和分析方面，LS-DYNA軟件提供了RVE建模功能，其思路是數(shù)值化地重構(gòu)材料樣本，這些數(shù)值化的材料樣本模型可以非常準確地代表真實材料的微觀幾何結(jié)構(gòu)，我們將其稱為代表性體積單元，簡稱RVE。以纖維增強復合材料為例，如果我們知道纖維取向和體積分數(shù)的具體數(shù)值，并且可以分別測量出纖維和基體的材料屬性，那么就能為這種短纖維增強復合材料，構(gòu)建對應(yīng)的RVE數(shù)值模型，然后對該RVE模型開展有限元計算，以預測均質(zhì)化的復合材料宏觀屬性。上圖展示了用于RVE分析的LS-DYNA關(guān)鍵字，RVE分析功能對復合材料，在材料層面上的虛擬設(shè)計和測試非常有用。
現(xiàn)在如果考慮更高層面，不僅是在材料樣本層面而是著眼于大尺度的復合材料部件，若要對復合材料部件開展非常準確的結(jié)構(gòu)分析，那么可以考慮使用高精度的多尺度結(jié)構(gòu)分析方法。多尺度結(jié)構(gòu)分析方法的基本思路是，首先用有限元離散化全局的復合材料部件，然后將每個有限元分別耦合到與其局部材料微觀結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的RVE模型，同時對這些RVE模型也用有限元方法進行離散化。因而在動態(tài)仿真中的每一個時間步，都可以根據(jù)纖維和基體的屬性對RVE模型開展局部有限元分析。
在RVE分析中，根據(jù)從全局有限元計算獲得的宏觀應(yīng)變，預測均質(zhì)化的復合材料宏觀應(yīng)力和宏觀材料剛度，計算出復合材料的宏觀應(yīng)力后，可以繼續(xù)完成復合材料部件的全局有限元計算，然后預測整體部件在下一個時間步內(nèi)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形，通過這種多尺度仿真能完全避免，因采用傳統(tǒng)的復合材料本構(gòu)關(guān)系所引起的模型誤差。
因此理論來說，前文所描述的多尺度結(jié)構(gòu)分析方法能實現(xiàn)非常高的預測精度。然而在實際中，對于大型結(jié)構(gòu)而言這類高保真的多尺度結(jié)構(gòu)分析仿真成本過高，對于這里顯示的模型即使采用并行計算，也需要花費一個多月的時間。
展開 五金SPCC材料沖裁力計算的實例
這里的這個例子,是來源自日本一家零部件商的計算方法,參考的價值相當大.
剪切加工力的沖算方法:
了解沖壓沖裁加工(剪切加工)所需的加工力對于沖壓機的選型或模具設(shè)計來說也是不可或缺的.
式1
P=L?t?S
P：剪切加工力(Kgf)
L：加工周長(mm)
t：板厚(mm)
S：剪切阻力(Kgf/mm2)
當然們無法測出剪切阻力(S)時，可用材料拉伸強度(Ts)的80%替代,式子發(fā)生下述變化,如下:
式2
P=K?L?t?Ts
P：剪切加工力(Kgf)
K：系數(shù)=0.8
L：加工周長(Kgf)
t：板厚(mm)
Ts：拉伸強度(Kgf/mm2）
如以下圖為例，剪切力則如下所示:此時，SPCC的拉伸強度按30Kgf/mm2計算.
P=0.8×π×40×1×30=3014.4(Kgf)
作為剪切力的減輕方法，可采用如【圖2】所示的附加剪切角的方法,落料沖裁加工時，在凹模上取剪切角.沖孔加工時，在凸模上取剪切角.
H尺寸時，經(jīng)常取板厚程度以上的剪切角.順便說一下，將剪切角的H尺寸取為板厚左右時，可減輕約30%左右的加工力.
小結(jié)
經(jīng)過上面的方法,我們可以很容易地計算出相應(yīng)的材料的沖裁力,而現(xiàn)在通過一些CAD軟件,同樣可以比較容易去獲得相關(guān)的數(shù)據(jù),比如沖裁的面積,周長之類的,然后換算成噸位,就知道所需的沖床噸位了.
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武漢理工&廣州大學：高通量計算快速篩選出高性能吸附材料！
首先通過計算PPN材料的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，將比表面積太小、限制性孔道直徑低于2.5 ?和高于10 ?的PPN材料剔除；接著使用Eqeq方法計算PPN材料結(jié)構(gòu)的原子部分電荷分布，并進行低精度的GCMC模擬，篩選得到390個對濕天然氣中CO2和H2S組合吸附選擇性大于2.0的PPNs材料；再對這些PPN結(jié)構(gòu)進行高精度的GCMC模擬，最終確定了23種性能最優(yōu)的天然氣脫硫脫碳PPN吸附劑。
圖1. 計算篩選部分流程示意圖
主成分分析（PCA）表明，最大孔腔直徑（LCD）和限制性孔道直徑（PLD）的特征向量近乎重合，兩者是表示孔徑的重要參數(shù)，具有很強的正相關(guān)性。而孔隙率（f）和密度（ρ）的特征向量方向則相反，表明兩者呈現(xiàn)負相關(guān)性。
展開 模具設(shè)計丨五金SPCC材料沖裁力計算的實例
這里的這個例子,是來源自日本一家零部件商的計算方法,參考的價值相當大.
剪切加工力的計算方法:
了解沖壓沖裁加工(剪切加工)所需的加工力對于沖壓機的選型或模具設(shè)計來說也是不可或缺的.
式1
P=L?t?S
P：剪切加工力(Kgf)
L：加工周長(mm)
t：板厚(mm)
S：剪切阻力(Kgf/mm2)
當然們無法測出剪切阻力(S)時，可用材料拉伸強度(Ts)的80%替代,式子發(fā)生下述變化,如下:
式2
P=K?L?t?Ts
P：剪切加工力(Kgf)
K：系數(shù)=0.8
L：加工周長(Kgf)
t：板厚(mm)
Ts：拉伸強度(Kgf/mm2）
如以下圖為例，剪切力則如下所示:此時，SPCC的拉伸強度按30Kgf/mm2計算.
P=0.8×π×40×1×30=3014.4(Kgf)
作為剪切力的減輕方法，可采用如【圖2】所示的附加剪切角的方法,落料沖裁加工時，在凹模上取剪切角.沖孔加工時，在凸模上取剪切角.
H尺寸時，經(jīng)常取板厚程度以上的剪切角.順便說一下，將剪切角的H尺寸取為板厚左右時，可減輕約30%左右的加工力.
小結(jié)
經(jīng)過上面的方法,我們可以很容易地計算出相應(yīng)的材料的沖裁力,而現(xiàn)在通過一些CAD軟件,同樣可以比較容易去獲得相關(guān)的數(shù)據(jù),比如沖裁的面積,周長之類的,然后換算成噸位,就知道所需的沖床噸位了
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現(xiàn)在很多學習模具設(shè)計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料，第一本書看什么比較好，根據(jù)你們的需求，我將一些模具設(shè)計的資料進行了分類管理，希望你們能在模具行業(yè)前途無量。私信回復我“資料"即可領(lǐng)取!
展開 Chaboche各向同性非線性隨動硬化行為的材料本構(gòu)模型計算matlab程序 ￥475
Chanboche模型是一種用于描述材料各向同性非線性隨動硬化行為的材料本構(gòu)模型。該模型由Chanboche在1981年提出，其基本形式包括各向同性部分和隨動硬化本構(gòu)部分。
具體而言，Chanboche模型各向同性本構(gòu)部分可以用以下方程表示：
dR(p)=b(Q-R)dp
非線性隨動硬化模型可以用以下方程表示：
dx=(2/3)cdεp-rxdp
本程序已經(jīng)在上一個帖子基礎(chǔ)上進一步完善，實現(xiàn)可直接輸入試驗拉伸循環(huán)曲線，計算本構(gòu)參數(shù)，黑色線為計算結(jié)果，紅色為試驗循環(huán)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。
第二屆復合材料結(jié)構(gòu)計算與實驗方法國際會議（我們課題組組織的國際會議，武漢理工大學歡迎大家）
第二屆復合材料結(jié)構(gòu)計算與實驗方法國際會議
2nd International Conference on Computational and Experimental Methods for Composite Materials and Structures
會議簡介：
本次會議是由葡萄牙波爾圖大學、武漢理工大學、《Composite Structures》雜志聯(lián)合舉辦的復合材料國際學術(shù)會議，每兩年舉辦一屆。會議將圍繞復合材料結(jié)構(gòu)計算與實驗方法的最新研究領(lǐng)域，為研究人員，工程師和學者，以及行業(yè)專業(yè)人士提供一個平臺并介紹他們的最新的研究成果以及開發(fā)活動，為參會人員們交流新的思想和應(yīng)用經(jīng)驗，建立業(yè)務(wù)或研究關(guān)系，并尋找全球合作伙伴未來合作。本次大會將在2017年5月22-24日在武漢理工大學召開，并熱忱地歡迎從事相關(guān)技術(shù)研究的各專業(yè)技術(shù)人員踴躍投稿并參加大會。本次會議將擇優(yōu)挑選部分論文于2017年7月31日前投稿至SCI收錄國際著名期刊《Composite Structures》（ISSN: 0263-8223，影響因子：3.853）優(yōu)先錄用發(fā)表。
大會主席：
Antonio J.M. Ferreira 葡萄牙波爾圖大學教授、《Composite Structures》主編
張清杰 武漢理工大學教授、校長
李書欣 武漢理工大學教授、國家“千人計劃”特聘專家
大會學術(shù)委員會：
Martyn Pavier,University of Bristol,
UK
Zhengyi Fu, WuhanUniversity of Technology,
China
Ahmed Elmarakbi, Univ.
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