一种水凝胶基负水化膨胀超材料的设计与优化方法

    公开(公告)号:CN116401913B

    公开(公告)日:2023-09-12

    申请号:CN202310298330.2

    申请日:2023-03-24

    Abstract: 本发明提供了一种水凝胶基负水化膨胀超材料的设计与优化方法,该方法将机器学习方法引入水凝胶基超材料优化设计中,可用于精确设计具有特定负水化膨胀效应的超材料结构,有效提高了水凝胶基超材料的设计效率且降低了计算成本。本发明公开了一种水凝胶基负水化膨胀超材料的优化设计方案,采用有限元模拟构建初始数据集并基于机器学习方法建立初始设计参数与超材料力学性能参数之间的映射关系,在优化设计过程中采用训练的机器学习模型预测超材料力学性能。此外,本发明还结合多种群遗传算法在全局范围内搜索最优解,提升了算法的鲁棒性。本发明所提出的方法可以作为一种新的优化设计方法,可以高效准确地设计水凝胶基负水化膨胀超材料。

    一种水凝胶基负水化膨胀超材料的设计与优化方法

    公开(公告)号:CN116401913A

    公开(公告)日:2023-07-07

    申请号:CN202310298330.2

    申请日:2023-03-24

    Abstract: 本发明提供了一种水凝胶基负水化膨胀超材料的设计与优化方法,该方法将机器学习方法引入水凝胶基超材料优化设计中,可用于精确设计具有特定负水化膨胀效应的超材料结构,有效提高了水凝胶基超材料的设计效率且降低了计算成本。本发明公开了一种水凝胶基负水化膨胀超材料的优化设计方案,采用有限元模拟构建初始数据集并基于机器学习方法建立初始设计参数与超材料力学性能参数之间的映射关系,在优化设计过程中采用训练的机器学习模型预测超材料力学性能。此外,本发明还结合多种群遗传算法在全局范围内搜索最优解,提升了算法的鲁棒性。本发明所提出的方法可以作为一种新的优化设计方法,可以高效准确地设计水凝胶基负水化膨胀超材料。

    结构冲击弹塑性断裂分析的时间间断态基近场动力学方法

    公开(公告)号:CN114186456B

    公开(公告)日:2022-06-14

    申请号:CN202111461806.7

    申请日:2021-12-02

    Abstract: 本发明属于计算力学领域,提供了一种结构冲击弹塑性断裂分析的时间间断态基近场动力学方法,该方法将时间间断的思想引入态基近场动力学理论,有效提高了近场动力学显式动力分析的精度和准确预测结构断裂破坏的能力。本发明采用时间间断显式时程积分格式可以有效控制传统时程积分方法带来的虚假数值振荡,采用非常规态基近场动力学模型简便全面地描述了材料在冲击荷载下的复杂力学行为,并通过多种损伤断裂准则有效表征了结构的冲击断裂破坏模式。此外,本发明还采用快速邻域搜索算法构建物质点邻域并更新接触邻域,提升了计算效率。本发明所提出的方法作为一种新的数值求解格式,可以通过简单修改原计算程序实现,降低了数值实施复杂度。

    一种低频宽带的珍珠层仿生隔振材料

    公开(公告)号:CN104118151A

    公开(公告)日:2014-10-29

    申请号:CN201410353501.8

    申请日:2014-07-23

    Abstract: 本发明公开了一种低频宽带的珍珠层仿生隔振材料,具有一周期性结构,所述周期性结构由多个基本结构单元组成;所述基本结构单元包括沿所述周期性结构高度方向依次连接的结构层一,连接层和结构层二;所述连接层包括四个呈2×2矩阵排列的次级连接层,所述四个次级连接层等间距排列;所述次级连接层包括一结构层三和分别位于所述结构层三的上下面的连接层一和连接层二;所述结构层一,所述结构层二和所述结构层三的材料为材料一,所述连接层一和所述连接层二的材料为材料二;所述材料一的密度为ymat,1×103kg/m3≤ymat≤20×103kg/m3;所述材料二的弹性模量为xmat,0.1Mpa≤xmat≤100Mpa。本发明的基本结构单元具有相当宽的低频带隙,并且带隙可设计的特点。

    结构冲击弹塑性断裂分析的时间间断态基近场动力学方法

    公开(公告)号:CN114186456A

    公开(公告)日:2022-03-15

    申请号:CN202111461806.7

    申请日:2021-12-02

    Abstract: 本发明属于计算力学领域,提供了一种结构冲击弹塑性断裂分析的时间间断态基近场动力学方法,该方法将时间间断的思想引入态基近场动力学理论,有效提高了近场动力学显式动力分析的精度和准确预测结构断裂破坏的能力。本发明采用时间间断显式时程积分格式可以有效控制传统时程积分方法带来的虚假数值振荡,采用非常规态基近场动力学模型简便全面地描述了材料在冲击荷载下的复杂力学行为,并通过多种损伤断裂准则有效表征了结构的冲击断裂破坏模式。此外,本发明还采用快速邻域搜索算法构建物质点邻域并更新接触邻域,提升了计算效率。本发明所提出的方法作为一种新的数值求解格式,可以通过简单修改原计算程序实现,降低了数值实施复杂度。

    一种低频宽带的珍珠层仿生隔振材料

    公开(公告)号:CN104118151B

    公开(公告)日:2016-07-06

    申请号:CN201410353501.8

    申请日:2014-07-23

    Abstract: 本发明公开了一种低频宽带的珍珠层仿生隔振材料,具有一周期性结构,所述周期性结构由多个基本结构单元组成;所述基本结构单元包括沿所述周期性结构高度方向依次连接的结构层一,连接层和结构层二;所述连接层包括四个呈2×2矩阵排列的次级连接层,所述四个次级连接层等间距排列;所述次级连接层包括一结构层三和分别位于所述结构层三的上下面的连接层一和连接层二;所述结构层一,所述结构层二和所述结构层三的材料为材料一,所述连接层一和所述连接层二的材料为材料二;所述材料一的密度为ymat,1×103kg/m3≤ymat≤20×103kg/m3;所述材料二的弹性模量为xmat,0.1Mpa≤xmat≤100Mpa。本发明的基本结构单元具有相当宽的低频带隙,并且带隙可设计的特点。

    饱和多孔介质大变形分析的CCPDI-IMPM方法

    公开(公告)号:CN110298105B

    公开(公告)日:2021-04-16

    申请号:CN201910559967.6

    申请日:2019-06-26

    Abstract: 本发明基于广义Biot理论的u‑p控制方程,以及对流粒子域插值技术,提供了一种饱和多孔介质大变形分析的CCPDI‑IMPM方法,该方法包括饱和多孔介质大变形固结过程分析及饱和多孔介质大变形动力过程分析。本发明采用隐式时间积分策略克服了传统显式物质点法受临界时间步长限制的缺陷,特别在求解准静态问题时显著提高计算效率;并结合CPDI的网格边界光滑插值优势及隐式物质点法的Euler‑Lagrangian描述优势在处理大变形及极端大变形时相较传统FEM计算性能更加稳健。本发明还提出了一种扩展物质点罚因子法,用以更加简单准确地处理流固耦合系统的边界条件。

    饱和多孔介质大变形分析的CCPDI-IMPM方法

    公开(公告)号:CN110298105A

    公开(公告)日:2019-10-01

    申请号:CN201910559967.6

    申请日:2019-06-26

    Abstract: 本发明基于广义Biot理论的u-p控制方程,以及对流粒子域插值技术,提供了一种饱和多孔介质大变形分析的CCPDI-IMPM方法,该方法包括饱和多孔介质大变形固结过程分析及饱和多孔介质大变形动力过程分析。本发明采用隐式时间积分策略克服了传统显式物质点法受临界时间步长限制的缺陷,特别在求解准静态问题时显著提高计算效率;并结合CPDI的网格边界光滑插值优势及隐式物质点法的Euler-Lagrangian描述优势在处理大变形及极端大变形时相较传统FEM计算性能更加稳健。本发明还提出了一种扩展物质点罚因子法,用以更加简单准确地处理流固耦合系统的边界条件。

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