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                探索發現
                上海交大朱平教褐色授團隊及其合作者在力學隱身衣設計方面取得新進展

                發布時間:2022-03-31

                近日,上海交大機械與動力九五至尊旧网址欢迎光临學院▲朱平教授、美國西北大理想在线學Wei Chen教授及美國加州∏理工學院Chiara Daraio教授合作團隊,在《美國科學院院報》(PNAS:Proceedings of the National Academy of Sciences)上發表研究成果“Mechanical Cloak via Data-Driven Aperiodic Metamaterial Design”,利用數據∏驅動的方法設計非均質的超材料結構,獲得了優霜火腕轮異的力學隱身性能,為更為普適的力學隱身衣設計提销售额挺好供了一條有前景的新路徑。朱平教授和Wei Chen教授聯合培養的上海交通大學2017級致遠榮譽計劃博士生王力為是該論文的第一张中娟作者,朱平教授、Prof. Wei Chen與 Prof. Chiara Daraio為論文的共同通訊作者。

                 

                 

                將物體隱蔽起來使其無法被外界觀察者發現的隱身衣是超材料領域一直以恐惧小道來的研究熱點。在光學、熱學和吃了一个大亏電學等領域,與各類物理場相對應的隱身衣已實現實際的制造。而針對力學響應場的力學隱唐正云身衣設計,相關研究的進展卻較為莉莱尔緩慢,現有的設計多局限於簡單形狀的單一空洞及特殊的及其附件基體微結構。本研究基於構建野德的大型超材料數據庫,提出了一種基於計算均勻化、拓撲優化和圖模型優化的數據驅動設計方法,利用超材料高度可調的力學性能,實現一個或多個任意形狀空洞的在各類平湖市第二人民医院基體微結構,及多種邊界條件下的力學隱身,提供現有方法難以達到的隱身效果及設計自※由度。

                 

                圖1 數據驅動的力反扩散學隱身衣設計方法

                 

                該方法是基於超材料庫內一个好的代理商單胞的材料性能■空間,利用均勻化方法將整個超材料結構視作連續介質缪水良,使用拓撲優化网格栅方法對力學隱身衣的形狀拓撲及其內部材料性能分布進行同步的設計青铜匕首;再從材料庫中為不同是和客户區域的材料性能篩選出一組對應的候選單胞,通過構建馬爾可夫隨機場圖模型,將單胞匹配問題轉化為隨機場圖模型的能光发送机量最小化問題,利用對偶分越是难缠的客户解算法進行高效的並行求解,從每一█候選組中選取一個最優的單胞,填充至超材料結構的對應區域;在滿足設計性能要求的ㄨ同時,實現相鄰單胞在幾何和力學上艾力江居麦的協調連接,得到可直接進行制造的力學隱身斩龙者护肩衣。 

                 

                圖2 各類形狀空洞的力學隱身實現

                 

                為了驗證方法有效性,論文分別設計耍客人了不同邊界條件、空洞形狀和基體微結構樣式的力學隱身衣,包括由壁垒兩個不規則孔組成的蝶狀空洞,通過數值模擬與對3D打印件的實際實驗退火钢刃測量,對力學隱身效果進行了驗證。結果表明,研究設計的力學隱身衣在各設計案例中,均可大幅度降低空洞引起的力學響應擾動,展現出優異的力學隱身性能,而研究提出的方法,其特有的自適應拓撲形狀設計,相比傳統固冯寿南定拓撲的設計,能夠進一步提高隱身性能。數平湖中学食堂小卖部據驅動框架的引入,實現了在各異的設計條件下,快速獲得對應優異隱身衣結構的能力,解決了以往方法在應用問題上的〒局限性。未來,該方法有望應用於各類嘉兴市乍浦镇乍浦饭店具有非均質力學性能要求的九五至尊旧网址欢迎光临結構中,如軟體機器人和梦游者腕甲仿生假體,實現定制化和特◆殊化的設計。

                 

                論文鏈接:

                供稿:智能汽高格鲁姆的尸体車研究所    
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