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本课程属于：017-第一性原理与VASP材料计算 先进材料、材料计算与可靠性工程 · 共 11 门相关课程，组合学习更完整。
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材料弹性常数第一性原理计算

共计 30 章节
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01
课程导入与弹性常数概述
目标=材料弹性常数的定义 · 物理意义 · 工程应用场景
课程导入弹性常数概述
02
应力应变理论基础
目标=应力张量 · 应变张量 · 广义胡克定律
应力应变理论基础目标=应力张量
03
晶体对称性与独立弹性常数数目
目标=七大晶系 · 点群对称操作对弹性常数张量的约束 · 立方
晶体对称性独立弹性常数数目
04
第一性原理计算框架
目标=密度泛函理论基本思想 · Kohn-Sham方程 · 交换关联泛函
第一性原理计算框…目标=密度泛函理…
05
计算软件与工作流搭建
目标=VASP · Quantum ESPRESSO · CASTEP等主流DFT软件的选择
计算软件工作流搭建
06
结构优化与基态准备
目标=晶胞参数优化 · 原子位置弛豫 · 截断能与K点收敛测试
结构优化基态准备
07
能量-应变法计算弹性常数
目标=对晶胞施加不同方向与幅度的应变 · 拟合能量-应变曲线 · 通过二阶导数提取弹性常数Cij的完整…
能量应变法计算弹性常…
08
应力-应变法计算弹性常数
目标=直接计算不同应变下的应力张量 · 通过线性拟合应力-应变关系获得弹性刚… · 与能量法的对比与选择策略
应力应变法计算弹性常…
09
弹性常数计算中的应变模式设计
目标=针对不同晶系设计独立应变模式 · 正应变与剪切应变的组合方案 · 避免应变模式之间的耦合误差
弹性常数计算应变模式设计
10
立方晶系弹性常数实战
目标=以Cu · Al · Si等典型立方材料为例
立方晶系弹性常数…Cu
11
六方晶系弹性常数实战
目标=以Mg · Zn · Ti等六方材料为例
六方晶系弹性常数…Mg
12
低对称晶系弹性常数计算
目标=正交 · 单斜 · 三斜晶系独立弹性常数的计算策略
低对称晶系弹性常…目标=正交
13
弹性常数的后处理与导出
目标=从原始计算数据提取完整弹性矩阵 · 体积模量 · 剪切模量
弹性常数的后处理导出
14
弹性稳定性判据与力学稳定性分析
目标=Born稳定性判据 · 弹性矩阵正定性检验 · 判断材料在零温零压下的力学稳定性
弹性稳定性判据力学稳定性分析
15
多晶弹性模量的Voigt-Reuss-Hill近似
目标=从单晶弹性常数到多晶聚集体的V… · Reuss上下界及Hill平均 · 各向异性指数的计算与解读
Voigt-Reuss-…多晶弹性模量的
16
弹性各向异性的定量表征
目标=各向异性因子 · 方向依赖的杨氏模量与剪切模量 · 声速各向异性
弹性各向异性的定…目标=各向异性因…
17
压力对弹性常数的影响
目标=不同静水压下的弹性常数计算 · 状态方程拟合 · 压力导数dCij/dP的提取
压力对弹性常数的…目标=不同静水压…
18
温度效应与准谐近似
目标=准谐近似框架下考虑声子贡献的弹… · 热膨胀与弹性常数耦合的定量计算
温度效应准谐近似
19
缺陷与掺杂对弹性常数的影响
目标=空位 · 间隙原子 · 替位掺杂对局域弹性响应的影响
缺陷掺杂对弹性常数的…
20
二维材料弹性常数的第一性原理计算
目标=石墨烯 · MoS2 · MXene等二维材料的二维弹性模量
二维材料弹性常数…目标=石墨烯
21
合金与固溶体的弹性常数计算
目标=特殊准随机结构 · 相干势近似等方法在无序合金弹性常数计… · 成分依赖的弹性常数映射
合金固溶体的弹性常数…
22
弹性常数与声子色散的交叉验证
目标=由弹性常数计算长波声子速度 · 与完整声子谱对比 · 验证弹性常数计算的物理自洽性
弹性常数声子色散的交叉验…
23
弹性常数计算中的数值误差与收敛性
目标=截断能 · K点密度 · 应变幅度
弹性常数计算数值误差
24
高通量弹性常数计算与数据库构建
目标=自动化工作流 · Materials Project与… · 批量计算与数据质量控制
高通量弹性常数计…数据库构建
25
机器学习加速弹性常数预测
目标=基于DFT弹性常数数据集训练机… · 特征工程 · 模型选择与预测精度评估
机器学习加速弹性…DFT
26
弹性常数与材料设计案例
目标=面向轻质高刚度合金 · 超硬材料 · 柔性电子基底等目标
弹性常数材料设计案例
27
弹性常数计算结果的实验对比与验证
目标=与超声脉冲回波 · 布里渊散射 · 纳米压痕等实验方法所得弹性常数的对比
弹性常数计算结果…验证
28
复杂体系弹性常数计算进阶
目标=磁性材料 · 铁电材料 · 金属玻璃等体系中弹性常数计算的特殊考…
复杂体系弹性常数…目标=磁性材料
29
弹性常数计算中的常见错误与排查
目标=应变施加不当 · 对称性误判 · 拟合区间选择错误
弹性常数计算常见错误
30
课程综合实战与报告撰写
目标=独立完成一个真实材料的弹性常数… · 整理数据 · 绘制图表
课程综合实战报告撰写