基于图空间的可编程非线性功能响应逆向设计晶体材料
材料科学
2024-08-13 v1 机器学习
摘要
物质对静态和动态刺激的响应（表示为非线性曲线）是工程功能（如结构支撑、冲击保护、声学和光子带隙）的设计目标。三维晶体材料因其内部结构而具有显著的可调性，但现有方法难以捕捉其复杂的行为-结构关系。我们提出了 GraphMetaMat——一种基于图的框架，能够设计具有可编程响应和任意制造约束的三维晶体材料。将图网络、物理偏置、强化学习和树搜索相结合，GraphMetaMat 能够针对跨越四个数量级的应力-应变曲线和复杂行为，以及具有不同衰减间隙的粘弹性传输响应。GraphMetaMat 可创建用于防护装备的缓冲材料和用于电动汽车的振动阻尼面板，性能优于商业材料，实现对特定功能材料的自动化设计。
引用
@article{arxiv.2408.06300,
title = {Inverse designing metamaterials with programmable nonlinear functional responses in graph space},
author = {Marco Maurizi and Derek Xu and Yu-Tong Wang and Desheng Yao and David Hahn and Mourad Oudich and Anish Satpati and Mathieu Bauchy and Wei Wang and Yizhou Sun and Yun Jing and Xiaoyu Rayne Zheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.06300},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 5 figures