• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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肖李军, 朱艳林, 石高泉, 李依男, 李润枝, 惠旭龙, 张瑞刚, 宋卫东. 数据驱动点阵超材料多目标优化设计[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0288
引用本文: 肖李军, 朱艳林, 石高泉, 李依男, 李润枝, 惠旭龙, 张瑞刚, 宋卫东. 数据驱动点阵超材料多目标优化设计[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0288
XIAO Lijun, ZHU Yanlin, SHI Gaoquan, LI Yinan, LI Runzhi, HUI Xulong, ZHANG Ruigang, SONG Weidong. Data-driven multi-objective optimization for lattice-based metamaterials[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0288
Citation: XIAO Lijun, ZHU Yanlin, SHI Gaoquan, LI Yinan, LI Runzhi, HUI Xulong, ZHANG Ruigang, SONG Weidong. Data-driven multi-objective optimization for lattice-based metamaterials[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0288

数据驱动点阵超材料多目标优化设计

doi: 10.11883/bzycj-2025-0288
基金项目: 国家自然科学基金(12372349);国家自然科学基金(12172056);国家自然科学基金(12002049);爆炸科学与安全防护全国重点实验室自主课题(YBKT25-05);强度与结构完整性全国重点实验室开放基金(LSSIKFJJ202404009);

Data-driven multi-objective optimization for lattice-based metamaterials

  • 摘要: 桁架类点阵超材料是一类超轻质承载吸能材料,在冲击防护领域具有广阔的应用前景。然而,由于点阵超材料细观构型参数空间庞大,且构型参数与力学响应之间存在复杂的非线性关系,其性能优化面临巨大挑战。本文基于桁架类点阵超材料的细观结构特征,提出了一种高效的快速数字化建模方法,并利用 Python 脚本驱动 Abaqus 仿真软件,实现了材料的批量化建模与仿真分析。在此基础上,通过有限元数值模拟建立了不同构型点阵超材料的准静态压缩性能数据集,并利用实验验证了数据集的可靠性。随后,训练了一个人工神经网络模型作为代理函数,并将其嵌入 NSGA-Ⅱ 遗传算法,对点阵超材料开展多目标优化设计,获得了具有高承载能力、高吸能特性以及兼顾承载吸能性能的点阵超材料构型。本文融合机器学习与数值仿真技术,可有效降低优化设计的计算成本,为复杂点阵超材料的快速性能优化与定制化设计提供技术支撑。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-09-01
  • 网络出版日期:  2025-12-02

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