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CompCTE — transparent two-phase composite CTE calculator (XRD + multi-model)

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CompModel — Compare effective-property models for multiphase composites / 比较多相复合材料的有效性能模型. Conceptual illustration / 概念插图。

CompModel

从各组成相的性能、比例和形貌假设出发,比较复合材料有效性能。

A Streamlit workbench for multiphase composite modeling: compare analytical models, scan composition, and reuse selected effective properties in a documented hierarchy. The original two-phase CTE / XRD workflow remains available.

首次安装 · 开始建模 · 模型、单位与适用范围 · 快速操作指南

MIT Python 3.10+

CompModel — workflow schematic / 流程示意图

Editable diagram source / 可编辑图源

要回答的问题 可选计算路径
相比例改变时弹性如何变化? Voigt / Reuss / Hill 与 Hashin–Shtrikman 边界
球形夹杂或方向增强如何影响结果? 两相 Mori–Tanaka 或指定参数的 Halpin–Tsai
热膨胀、导热或导电怎样比较? 选择相应解析模型,并检查其假设

这些是标量或各向同性解析估计;模型间的差别需要结合材料形貌解释。公开名为 CompModel,安装包名 compcte 与内部模块 cte_app 保留兼容。

原理示意 / Principle schematic

Constituent fractions and explicit composite morphology assumptions — conceptual schematic / 概念示意图

各相性能与体积分数在明确基体/夹杂等形貌假设下得到有效性能估计,模型间差别需结合适用条件解释。图中结构与曲线仅示意。

Constituent properties and volume fractions support effective-property estimates under explicit matrix/inclusion or other morphology assumptions. Model differences require their applicability conditions; structures and curves are conceptual.

查看完整示意图 / View full-size schematic

换电脑 / 第一次使用(3 步)

0. 环境要求

  • Windows 10/11(也可用 macOS/Linux 命令行)
  • Python 3.10+(安装时勾选 Add python.exe to PATH)
  • 能访问 PyPI 的网络(首次装依赖)

1. 获取代码

git clone https://github.com/D-sudoasd/CompModel.git
cd CompModel

或下载 ZIP 后解压整包(不要只拷 app.py,需保留 cte_app/、requirements.txt 等)。

2. 安装依赖

方式 A(推荐,Windows 双击)

  1. 双击 首次安装依赖.bat(英文机可双击 install_deps.bat)
  2. 等待 pip 结束,看到“成功”

方式 B(命令行)

cd <本项目根目录>
py -3 -m pip install -r requirements.txt
# 若没有 py 启动器:
python -m pip install -r requirements.txt

3. 启动

方式 A: 双击 启动_CompModel.bat(旧 启动_CTE计算器.bat 和 start_app.bat 继续可用)

方式 B:

cd <本项目根目录>
py -3 -m streamlit run app.py

浏览器会打开界面(一般是 http://localhost:8501)。
关闭黑色命令行窗口 = 停止程序。

更细的操作说明见 → docs/00_QUICKSTART.md
目录说明见 → docs/PROJECT_MAP.md


开始建模

  1. 默认进入「多相有效性能」,选择物理量和分数类型。
  2. 在相表中增删相、填写所需属性。E+ν 与 K+G 二选一;空白表示未知。
  3. 点击「计算有效性能」,查看每个模型的公式、假设与不可用原因。
  4. 在「组成扫描」比较配比影响;下载工程 JSON、完整报告 JSON 或结果 CSV。
  5. 分级建模时显式选择一个结果模型,保存有效相,再从侧边栏建立下一层。

教学输入可从 sample_data/compmodel_two_phase.json 和 sample_data/compmodel_three_phase.json 导入。

原 CTE / XRD 功能

在左侧「工作台」切换至「CTE / XRD 专用」。旧模板、旧工程 JSON、XRD 加权及 Excel 导出仍在此页面使用。

功能 说明
直接 CTE 每相填一个标量 α + 体积分数 → 复合
XRD 加权 晶面表:α_hkl、峰面积、R → 相表观 CTE
内置 R 表 β-Ti no_LP;α″ Shuffle-58 / 73 下拉填充
串联 / 并联 默认对照;填 E 后可拉开并联
工程 JSON 导入/导出可再加载的输入包
导出 JSON / CSV / Excel(含模型区间与 R 匹配报告)

项目结构

CompModel/
├── README.md                 ← 你在这里
├── LICENSE                   ← MIT
├── AGENTS.md                 ← 给协作者 / AI
├── requirements.txt          ← pip 依赖
├── pyproject.toml            ← package name: compcte
├── app.py                    ← Streamlit 入口
├── 首次安装依赖.bat / install_deps.bat
├── 启动_CompModel.bat / start_app.bat
├── cte_app/                  ← 计算核心(与 UI 解耦)
│   └── data/r_libraries/     ← 内置 R 因子库(运行真源)
├── sample_data/              ← 示例项目与结构模板
├── scripts/                  ← 批处理分析(如 ZTE)
├── tests/                    ← pytest
├── docs/
│   ├── 00_QUICKSTART.md
│   ├── PROJECT_MAP.md
│   ├── model_assumptions.md
│   └── specs/                ← 原始需求 PDF
├── results/                  ← 本地计算结果(默认不入库)
└── raw_sources/              ← 本地原始备份(默认不入库)

测试

批处理(结果默认写入 results/ 下新目录,不覆盖已有报告):

py -3 -m cte_app.batch sample_data/compmodel_two_phase.json --family elastic --sweep-phase 1
py -3 -m cte_app.batch sample_data/compmodel_three_phase.json --family k

运行验证:

py -3 -m pip install pytest
py -3 -m pytest -q

科学概念请区分

  1. 晶面族晶格 CTE(表中每一行 α)
  2. XRD 衍射强度加权表观相 CTE(相内加权结果)
  3. 复合材料宏观有效 CTE(ROM / 并联等模型)

模型公式与假设:docs/model_assumptions.md。


常见问题

Q: 双击启动提示没有 Python
A: 安装 Python 3.10+,勾选 Add to PATH,重开终端后再装依赖。

Q: 提示没有 streamlit
A: 先运行 首次安装依赖.bat。

Q: 浏览器没自动打开
A: 手动访问命令行里显示的 Local URL(通常 http://localhost:8501)。

Q: 内置 R 从哪来?
A: 见 cte_app/data/r_libraries/catalog.json(运行真源)。

Q: 能否离线安装?
A: 需在有网机器 pip download -r requirements.txt -d wheels,目标机
pip install --no-index --find-links=wheels -r requirements.txt。


许可与责任

  • 许可证:MIT
  • 科研自用 / 教学工具。结果依赖输入质量与模型假设,请勿当作唯一标定真值。
  • 问题与二次开发请先读 docs/PROJECT_MAP.md 与 AGENTS.md。

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