热弹性超材料

正负热膨胀可调

由铝和因瓦合金微结构构成，可设计出正或负热膨胀的超材料，用于制造热致动器。

Qiu, Zheng · 李取浩 · 刘书田

Structural and Multidisciplinary Optimization 2024

技术优势

多材料协同设计

同时优化宏观拓扑、多超材料布置和微结构，实现整体性能最优。

计算负担大幅降低

通过敏感度聚类将宏观结构分区，每组使用相应超材料，减少设计变量数量，同时提升可制造性。

考虑驱动阻抗影响

优化中引入驱动阻抗，显著影响宏观拓扑和微结构，使设计更贴近实际应用。

应用场景

• 热致动器：设计具有特定热膨胀行为的超材料，用于制造热致动器。
• 微纳驱动：提供微纳尺度驱动的结构与材料设计方案。
• 超材料结构：通过多尺度拓扑优化获得高性能超材料结构。