《材料现代设计理论与方法》主要介绍材料现代设计原理、方法、计算技术和应用，由9章正文和9个专题组成。设计理论包括现代电子理论，现代化学键理论，分子动力学基础，高分子材料设计基础，复合材料设计基础，陶瓷材料设计基础；设计方法与计算技术包括蒙特卡罗方法，分子动力学模拟计算技术，材料设计专家系统。9个专题包括合金设计方法与应用，金属凝固组织与凝固过程模拟，多晶材料晶粒生长的蒙特卡罗模拟，分子动力学计算与模拟技术应用，人工神经网络在材料设计中的应用，梯度功能材料设计，多层吸波材料的计算和设计，三维编织复合材料性能预报等。
　　《材料现代设计理论与方法》是高等学校材料科学与工程类各专业高年级本科生、研究生的教学参考书，也是相关专业工程技术人员的参考书。

　　本书是根据教育部1998年调整的专业目录和全国材料科学与工程专业教学指导委员会的精神编写的，是材料科学与工程系列教材（二）中的一种。在编写过程中，始终贯彻宽口径为主、够用为度、删繁就简的原则，着重介绍材料设计原理、方法、计算技术和应用等内容，力求使理论性、系统性、实用性融为一体。
　　本书分3篇，由9章正文和9个专题组成。第1章简要介绍现代电子理论，包括原子间相互作用、自由电子近似、能带理论、密度泛函理论等；第2章介绍现代化学键理论，主要内容为单组态的价键理论和多组态的价键理论；第3章简要介绍分子动力学基础，包括平衡态分子动力学模拟理论和非平衡态分子动力学模拟；第4章和第5章介绍高分子材料设计和纤维增强复合材料设计的力学基础和层合板复合材料的结构设计方法；第6章介绍陶瓷材料设计基础、陶瓷的组分优化和相结构设计思想；第7～9章分别介绍了蒙特卡罗方法、分子动力学模拟计算技术、材料设计专家系统等。9个材料计算设计专题汇集了合金设计、金属凝固模拟、晶粒生长模拟、分子动力学模拟、人工神经网络应用、梯度功能材料设计、吸波材料设计、三维编织复合材料性能预报、材料科学中的第一性原理计算等内容。
　　本书绪论由李青山编写；第1章1.1～1.3节由杨尚林编写；第1章1.4～1.6节，第2章、第3章、第9章和专题4至7由曹茂盛编写；第4章、第5章、第7章、第8章和专题8由黄龙男编写；第6章和专题1至3由陈铮编写；专题9由杨庆祥编写。全书由曹茂盛统编定稿，由杨庆祥、李青山审。
　　由于编者水平有限，恳请广大读者对本书疏漏及不当之处予以指正。

绪论 材料设计研究进展

第1篇 材料现代设计理论
第1章 现代电子理论
1．1 原子间的相互作用及自由电子近似
1．2 近自由电子近似
1．3 布里渊区理论
1．4 第一原理与密度泛函思想
1．5 Thomas-Fermi理论与Kohn-Sham泛函
1．6 原子的作用力
第2章 现代化学键理论
2．1 Heitler-London方法
2．2 单组态的价键理论
2．3 多组态的价键理论
第3章 分子动力学基础
3．1 分子动力学的基本原理及特点
3．2 平衡态分子动力学模拟理论
3．3 非平衡态分子动力学模拟
第4章 高分子材料设计基础
4．1 高分子设计概论
4．2 高分子材料的性质
4．3 高分子设计的理论基础
4．4 高分子设计方法
第5章 复合材料设计基础
5．1 复合材料设计概述
5．2 连续纤维增强塑料力学基础
5．3 短纤维增强复合材料的特性
5．4 预测颗粒增强复合材料的强度
第6章 陶瓷材料设计基础
6．1 陶瓷设计概述
6．2 陶瓷组分优化设计
6．3 陶瓷韧化设计

第2篇 材料设计方法与计算技术
第7章 蒙特卡罗方法
7．1 蒙特卡罗方法概述
7．2 随机数与伪随机数
7．3 任意分布的伪随机变量的抽样
7．4 蒙特卡罗计算中减少方差的技巧
第8章 分子动力学模拟计算技术
8．1 运动方程的数值解法
8．2 分子动力学模拟的一般步骤
8．3 平衡态分子动力学模拟
8．4 量子分子动力学方法
第9章 材料设计专家系统
9．1 专家系统的原理和结构
9．2 专家系统的构建
9．3 PZT专家系统

第3篇 材料计算设计专题汇编
专题1 合金设计方法及应用
1 合金设计方法与步骤
2 合金力学性能预测
3 合金的计算设计
专题2 金属凝固组织与凝固过程模拟
1 金属凝固组织的计算和仿真
2 铸坯凝固过程计算和模拟
3 金属形成过程组织演变的Cellular-Automation模拟
专题3 多晶材料晶粒生长的蒙特卡罗模拟
1 引言
2 正常晶粒生长模拟
3 异常晶粒生长模拟
专题4 分子动力学计算与模拟技术应用
1 球形分子液体的模拟
2 NiAl应力诱发马氏体的模拟
3 分子动力学计算在材料科学中的应用
……
参考文献