反向设计的随机,voxellated热粘弹性数字材料的反向设计
Marc Wirth1, Joël N Chapuis2, Kristina Shea2
1Engineering Design and Computing Laboratory, Department of Mechanical and Process Engineering, ETH Zurich, Zurich, Switzerland. wirthma@ethz.ch.
我们开发了一种新的方法来设计和模拟具有可调节性质的voxelated数字材料. 这种方法有效地模拟复杂的粘弹性行为,使医疗器械和阻尼器等应用程序的定制材料制造成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 计算材料科学科学 计算材料科学
背景情况:
- 聚合物材料喷射允许微观控制 voxellated,多材料结构.
- 由于复杂的设计自由和对宏观结构建模的困难,设计语音化数字材料具有挑战性.
- 粘弹性效应在当前的材料喷射研究中经常被忽视.
研究的目的:
- 为了呈现一个高效的代表随机混合,voxelated数字材料.
- 为设计和模拟数字材料开发一个通用的粘弹性,温度依赖的材料模型.
- 根据用户要求,利用人工神经网络直接估计目标材料的行为.
主要方法:
- 开发了一种对随机混合,语音化数字材料的高效表示.
- 创建了一个基于扩展透理论的通用粘弹性,温度依赖的材料模型.
- 在材料模型上训练了一个人工神经网络,以预测用户定义的要求的材料行为.
主要成果:
- 成功设计和模拟了具有量身定制,非线性粘弹性质的数字材料.
- 通过案例研究验证了该方法,包括个性化的手腕整形和机器阻尼器.
- 展示了创建具有新型功能的调整,随机数字材料的潜力.
结论:
- 开发的方法提供了一种有效的方式来设计和模拟复杂的数字材料.
- 一般化的粘弹性模型和神经网络方法为定制材料制造打开了新的可能性.
- 这项工作推进了具有特定性能特征的语音化数字材料的设计和应用.
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