《基於彈性體構型變換的可調彈性波帶隙材料最佳化設計》是依託大連理工大學,由黃毓擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於彈性體構型變換的可調彈性波帶隙材料最佳化設計
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃毓
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
智慧型化可調彈性波帶隙材料研究對新型濾波器、波導、隔振裝置以及感測器等的發展具有重要的理論和套用價值，帶隙性質根據環境和套用需求靈活調節是彈性波帶隙材料設計研究的發展方向。尋找有效的物理機制和最佳化設計方法是實現可調彈性波帶隙材料設計的關鍵問題。本項目旨在利用和控制由彈性失穩引起的材料微結構構型變換實現彈性波帶隙可調功能。通過理論分析結合數值模擬研究周期性超彈性材料微結構幾何參數、材料屬性、失穩載荷條件、失穩前後構型變換和材料帶隙性質變化之間的關係，分析影響構型跳轉和帶隙性質變化的關鍵因素。借鑑彈性波帶隙材料設計和大變形結構屈曲特性最佳化設計方法，建立適用於彈性波帶隙性質可調的可變構型材料最佳化設計理論和方法，通過合理設計周期性材料微結構初始構型和失穩臨界載荷實現特定帶隙性質可調。所建立的最佳化設計理論和方法對新型可調彈性波帶隙材料與器件設計具有指導意義。
結題摘要
根據項目的整體規劃，構建了周期性彈性體材料構型變換多尺度數值分析方法，研究了基於微結構構型轉換的周期性彈性體材料性能調節的分析方法；提出了基於幾何非線性大變形分析的周期性材料等效分析模型，建立了基於更新拉格朗日格式的幾何非線性周期性材料等效性質預測的多尺度均勻化分析方法；編制了基於商用軟體的幾何非線性周期性材料均勻化方法的計算程式，構建了周期性材料幾何非線性大變形過程分析的有效工具；搭建實驗測試平台，採用柔性增材製造技術製備多孔彈性體實驗驗證材料微結構構型變換；提出了具有局部增強體的雙穩態結構跳躍力學特性最佳化設計方法，實現了結構特徵係數約束下具有特定閾值力的雙穩態單胞構型的精確設計，解決了目前缺乏具有特定跳躍性能的雙穩態單胞結構設計工具的難題；建立了以衰減效率最大化為目標的彈性波帶隙材料最佳化設計新模型；對結構預應力對結構振幅回響進行數值分析和實驗驗證。本項目對於周期性彈性體材料構型變換的分析和設計方法對於實現合理設計周期性材料的初始構型以及驅動載荷具有重要的推進作用和實踐意義。
