三维负泊松比芯层

数据驱动反设计

一种由深度学习反设计获得的三维负泊松比晶格芯层，使夹芯梁在大挠度弯曲下表现出优于传统拓扑优化芯层的力学响应。

Xi, Fang · 沈惠申 · 王海

Composite Structures 2025

技术优势

弯曲性能更优

采用条件生成深度学习模型反设计，所得芯层在三点弯曲下比正向拓扑优化具有更高的承载能力。

设计空间更大

反设计框架允许针对目标有效泊松比直接生成结构，支持功能梯度和多参数定制，不受传统拓扑优化起始猜想的限制。

可实验验证

通过选择性激光熔化制备金属试样，并在均匀压力下测试，证实了设计和力学性能的可制造性。

应用场景

• 轻质夹芯结构：用于轻质夹芯结构，通过负泊松比芯层减重并提升抗弯性能。
• 复合材料夹芯梁：作为复合材料夹芯梁芯层，直接提升三点弯曲承载能力。
• 金属增材制造：用选择性激光熔化制造复杂负泊松比晶格，验证可制造性。
• 航空航天结构：用于航空航天结构，在温度变化下保持设计的弯曲响应。