高变形力学超材料

可定制大变形路径

通过分区半随机优化与两步局部刚度调控，实现单一均质橡胶材料的多目标变形模式与路径个性化定制。

赵则昂 · 王潘丁 · 段晟昱 · 雷红帅

Advanced Science 2025

技术优势

避开重复迭代

采用统计决策程序评估各分区结构演化历史，不再像传统完全随机启发式优化那样反复迭代。

同一材料多目标定制

两步局部刚度调控方案扩展设计空间，使用均质橡胶即可个性化定制多目标变形模式和路径。

设计效率有实验验证

通过3D打印超材料样品的实验验证设计流程效率，证实方法可用于实际制造。

应用场景

• 软体机器人：按需定制柔性驱动和运动模式，替代试错式手工设计。
• 形态重构结构：直接设计目标变形路径，实现结构按预设形态重构。
• 力学超材料：提供大变形逆向设计工具，摆脱传统小变形刚度优化局限。
• 3D打印超材料：将定制化设计与3D打印结合，快速制造个性化超材料样品。