计算机在材料科学与工程中的应用作业讲解

图-14 图-15 图-16 d. 拟合后数据结果在【Book】→【FitNL Curve】中，其中有 100 组代表数据，如图-17 和图-18 所示。

图-17 图-18 e. 鼠标左键双击打开 Mat lab 软件，建立一个【New Script】，在其中输入数据 data 和 Mat lab 程序，运行. m 文件（如图-19）即可得到三维立体效果图，如图-20 和图-21 所示。图-19 图-20

图-21 2. 实验现象分析在 Origin 所做的图像中，M0（如图-12）的集料与水泥石界面过渡区显微硬度在距离集料表面0~20μm 内是逐渐降低的，且在20μm 处最低，为 241 MPa，从20~40μm 内显微硬度是逐渐增大的，从 241 MPa 增大到了404 MPa，从距离集料表面40μm 后显微硬度趋于稳定，说明 M0 的集料与水泥石界面过渡区厚度大约为30~40μm。 M1 （如图-13）的集料与水泥石界面显微硬度在距离集料表面10~30μm 处显著增大，但在距离集料表面10μm、20μm、30μm 处的显微硬度分别达到 395MPa、 438MPa、492MPa，远高于试样 M0 界面过渡区中相应位置的显微硬度，说明 M1 的集料与水泥石界面过渡区得到了显著改善，

可以认为 M1 的集料与水泥石界面过渡区已经被细化。经【Origin Basic Function】Function 为 Lorentz 函数拟合后如图-15 和图-16 所示。拟合方程为

y=y0+(2*A/pi*(w/(4*(x-xc^2+w^2，M0 相似度为 90.602，M1 相似度为 99.692。 3. 影响因素讨论集料与水泥石界面过渡区由普通混凝土的60~100μm 细化为30μm 以下，从而有效地阻断了侵蚀性介质的渗入通道。分析其中原因，主要是由于取消了传统水泥基材料中粗、细集料，引入了特细砂和高活性辅助胶凝材料，并掺入了性能调整组分，细化集料——水泥石之间界面过渡区，阻断了水泥基材料中的连通孔，大幅提高其抗渗性能。

4. 综合分析和结论通过对比分析 Origin 所做出来的曲线图（图-12 和图-13），我们可以明显的看到 M0 的集料与水泥石界面之间存在一个界面薄弱区，而加入特细砂和高活性的辅助胶凝材料后，M1 的集料和水泥石界面得到了增强作用，薄弱区消失，但集料与水泥石是两种不同的组分，显微硬度必然不一样，从水泥石到集料显微硬度下降的趋势仍没有改变。通过对 Origin 曲线的拟合，我对比分析多种函数的拟合曲线和相似度，发现 Gauss 函数和 Lorentz 函数拟合曲线相

似度较高，而 Lorentz 函数的相似度更高，因此选择 Lorentz 函数拟合，经拟合后利用 Mat lab 做出来的立体图可以直观的看出显微硬度在集料周围空间的变化趋势，从图-20 和图-21 也可看出 M1 的集料和水泥石界面的显微硬度较 M0 的确有一定的提高作用，也应证了上述结果。三、实验小结、建议及体会通过本次实验，我对 Origin 和 Mat lab 的了解更加深入了，基本操作也更加娴熟了。虽然Origin 和 Mat lab 这两种软件的功能集成化很高，涉及图形处理和计算等方面的内容极为强大。作为一个初学者，在实践中不断摸索学习，我也学到了不少实用的内容，比如利用 Origin 画图，找切线、拟合曲线等等。其次，Mat lab 作为集数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、数字图像处理等多种功能于一身的科学计算软件，它的功能较 Origin 更为集成化，本次实验我主要是学到了利用 Mat lab 在矩阵方面的一些基本运算，了解了 Mat lab 语言的学习和简单的运用，并初步掌握了利用 Mat lab 做三维空间曲线的方法，可直观的观察各变量在空间的变化情况。总之，通过计算机在材料科学与工程中的应用的理论和实验课程的学习，主要掌握了 Origin 和 Mat lab 两种软件的基本操作能力，这些基本软件的操作使用能力对我现在学习以及以后的工作都有很大的帮助。