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材料扩散应力多物理场工程

共计 30 章节
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01
课程导入与多物理场认知
目标=材料扩散 · 应力与多物理场耦合的基本概念 · 工程背景
课程导入多物理场认知
02
扩散理论基础
目标=Fick定律 · 扩散系数 · 化学势驱动
扩散理论基础Fick
03
应力与变形基础
目标=应力张量 · 应变张量 · 本构关系
应力变形基础
04
热力学耦合框架
目标=Gibbs自由能 · 化学势 · 应力对化学势的修正
热力学耦合框架Gibbs
05
扩散诱导应力本构模型
目标=浓度-应力耦合本构 · 化学膨胀系数 · 弹性模量随浓度变化
扩散诱导应力本构…目标=浓度
06
多物理场控制方程
目标=扩散方程 · 力学平衡方程 · 热传导方程的耦合形式
多物理场控制方程目标=扩散方程
07
有限元离散方法
目标=扩散-应力耦合的弱形式 · 单元类型 · 时间积分方案
有限元离散方法目标=扩散
08
一维扩散-应力解析与数值验证
目标=平板 · 涂层 · 薄膜等一维问题
一维扩散应力解析
09
二维/三维扩散-应力仿真
目标=典型几何 · 网格划分 · 边界条件施加
二维三维扩散
10
锂离子电池电极颗粒中的扩散应力
目标=嵌锂/脱锂过程 · 浓度梯度 · 应力演化
锂离子电池电极颗…扩散应力
11
锂离子电池电极薄膜与复合电极
目标=薄膜电极 · 多层结构 · 界面应力
锂离子电池电极薄…复合电极
12
氢在金属中的扩散与应力耦合
目标=氢扩散 · 氢致应力 · 氢脆
金属扩散
13
金属氧化与腐蚀中的扩散应力
目标=氧化层生长 · Pilling-Bedworth比 · 氧化膜应力
金属氧化腐蚀
14
半导体工艺中的扩散-应力
目标=掺杂扩散 · 氧化诱导应力 · 薄膜沉积应力
半导体工艺扩散
15
陶瓷与玻璃中的扩散应力
目标=离子交换 · 化学强化 · 热-化学耦合应力
陶瓷玻璃
16
聚合物中的扩散-应力
目标=溶剂扩散 · 溶胀 · 粘弹性耦合
聚合物扩散
17
核材料中的扩散应力
目标=裂变产物扩散 · 辐照诱导应力 · 燃料包壳相互作用与安全评估
核材料扩散应力
18
扩散-应力-热耦合问题
目标=温度梯度 · 热扩散 · 热应力与浓度应力的耦合
扩散应力
19
扩散-应力-电化学耦合
目标=电化学势 · 离子迁移 · 电极反应与应力耦合
扩散应力
20
相场法与扩散应力耦合
目标=相场模型 · 浓度场与应力场耦合 · 相变诱导应力
相场法扩散应力耦合
21
扩散诱导裂纹与损伤建模
目标=损伤变量 · 内聚力模型 · 裂纹萌生与扩展准则
扩散诱导裂纹损伤建模
22
多尺度建模方法
目标=微观-介观-宏观尺度关联 · 均匀化方法 · 多尺度扩散-应力耦合策略
多尺度建模方法目标=微观
23
参数识别与实验表征
目标=扩散系数 · 化学膨胀系数 · 弹性模量
参数识别实验表征
24
数值稳定性与收敛性
目标=时间步长 · 网格依赖性 · 强耦合迭代
数值稳定性收敛性
25
典型工程案例一
目标=锂离子电池电极颗粒扩散应力仿真… · 从几何建模到结果分析
典型工程案例一目标=锂离子电池…
26
典型工程案例二
目标=氢扩散致金属开裂的多物理场仿真…
典型工程案例二目标=氢扩散致金…
27
典型工程案例三
目标=半导体氧化工艺中扩散-应力耦合…
典型工程案例三目标=半导体氧化…
28
典型工程案例四
目标=陶瓷化学强化中的离子扩散与残余…
典型工程案例四目标=陶瓷化学强…
29
多物理场仿真软件实践
目标=COMSOL · ABAQUS · ANSYS等平台中扩散-应力耦合建模…
多物理场仿真软件…COMSOL
30
课程综合与前沿展望
目标=知识体系总结 · 工程应用集成 · 前沿研究方向与开放挑战
课程综合前沿展望