Stress field prediction in fiber-reinforced composite materials using a deep learning approach
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
计算应力分析是材料系统设计中的一个重要步骤。有限元法（FEM）是对复杂材料系统进行应力分析的标准方法。加速应力分析的一种方法是用基于数据驱动的机器学习的应力分析方法取代FEM。在这项研究中，我们考虑了纤维增强基体复合材料系统，并使用深度学习工具来寻找有限元方法的替代方法来预测应力场。我们首先尝试预测应力场地图的复合材料系统的固定数量的纤维与不同的空间配置。具体来说，我们试图找到一个映射之间的空间排列的纤维在复合材料和相应的冯米塞斯应力场。这是通过使用卷积神经网络（CNN），特别是U-Net架构，使用具有相同数量纤维的系统的真实应力图作为训练数据来实现的。U-Net是一个编码器-解码器网络，在本研究中，它将复合材料图像作为输入，并输出与输入图像大小相同的应力场图像。我们通过对训练样本进行不同的初始化来进行鲁棒性分析，以发现预测精度对少量训练样本的敏感性。当复合材料系统中的纤维的数量增加相同的体积分数，一个更精细的有限元网格离散化，需要准确地表示的几何形状。这导致计算成本的增加。因此，这里的第二个目标是预测系统的应力场与大量的纤维与不同的空间配置使用的信息，从真正的应力图的相对便宜的系统的较小的纤维数量。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Stress-Dependent Magnetoimpedance in Co-Based Amorphous Wires and Application to Tunable Microwave Composites
在微波频率范围内，对经过特殊热处理的CoMnSiB玻璃涂层细金属丝进行了研究，发现其磁阻抗（MI）对拉伸应力有很强的依赖性。在0.5- 1.5GHz的频率范围内，当拉伸应力为600 MPa时，金属间化合物的MI值大于100%。结果表明，在这样高的频率下，一个大的MI变化主要与直流磁化方向。一个主机这样的微丝纳入介电矩阵可能构成一个新的传感介质，其特征在于由应力依赖的有效介电常数。这种介质可用于复合结构内部或其表面上的应力分布的微波可视化。
2005-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Transformation-mediated Plasticity in CuZr based Metallic Glass Composites: A Quantitative Mechanistic Understanding
在本文中，我们提出了一个彻底的应力分析的Cu-Zr金属玻璃复合材料与嵌入B2颗粒进行马氏体相变。在Eshelby理论的框架内，我们能够以定量的方式解释，（1）在Cu-Zr金属-玻璃复合材料中观察到的三种不同形态的剪切带的形成;（2）Cu-Zr金属-玻璃复合材料的加工硬化能力。玻璃复合材料与弹性背应力和马氏体相变引起的弹性失配的耦合效应有关。此外，我们还讨论了单个B2相的应力影响区和晶-非晶界面的稳定性问题。由于理论和实验结果之间的一般协议，我们相信，我们目前的工作成果可以导致更深入的理解在Cu-Zr基金属玻璃复合材料的相变诱导塑性，这应该是非常有用的金属玻璃复合材料的设计与改善的延性。
2016-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Stress effect on magnetoimpedance (MI) in amorphous wires at GHz frequencies and application to stress-tunable microwave composite materials
从理论和实验两方面研究了微波频率（0.5- 3GHz）下张应力对CoMnSiB非晶丝磁阻抗效应的影响。在直流偏置磁场的各向异性场的顺序的存在下，阻抗示出非常大的和敏感的变化时，线受到拉伸应力：100%和60%每180 MPa的频率为500 MHz和2.5 GHz，分别。结果表明，这种行为主要归因于所施加的应力和场引起的平衡磁化方向的变化，这与表面阻抗的理论结果吻合得很好。这种对MI的应力效应被提议用于创建包含短磁线的微波应力可调复合材料。从这样的材料的介电响应的分析表明，取决于材料中的应力水平，有效介电常数的色散可以是谐振或弛豫型的，其值有相当大的变化（在600 MPa下高达100%）。该介质可用于通过微波对比成像进行结构应力监测。
2004-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Optimal lower bounds on the local stress inside random thermoelastic composites
本文提出了一种方法，用于确定受宏观热机械载荷的随机两相线性热弹性介质中局部静水应力场的所有高阶矩。该方法还提供了最大局部应力的下界。显式公式的最佳下界被发现，表示在所施加的宏观热和机械载荷，热膨胀系数，弹性性能，和体积分数。这些界限提供了一种方法来测量跨长度尺度的载荷传递，该尺度将局部域的偏移与施加的载荷和每个相内的热应力相关联。这些边界被证明是最好的可能性，因为它们是通过Hashin-Shtrikman涂层球体组合实现的。
2009-10-16 cond-mat.mtrl-sci math.AP
Bounds on the volume fraction of 2-phase, 2-dimensional elastic bodies and on (stress, strain) pairs in composites
边界上的体积分数在一个二维的身体包含两个弹性各向同性材料与已知的体积和剪切模量。这些边界使用关于平均应力和应变场、能量、应力的决定因素和位移梯度的决定因素的信息，这些信息可以从边界处的牵引力和位移的测量来确定。边界是尖锐的，如果在每个阶段的某些位移场分量是恒定的。我们得到的不等式也直接给出了两相、二维、周期或统计均匀复合材料中可能的（平均应力、平均应变）对的界
2011-08-29 cond-mat.mtrl-sci math.AP physics.class-ph
Extruded Mg based hybrid composite alloys studied by longitudinal impression creep
研究了Saffil短纤维和SiC颗粒以不同组合增强的抗蠕变AE 42镁合金的纵向蠕变行为，在175-300 ℃的温度范围内，在60 - 140 MPa的应力水平下，使用压痕蠕变测试技术，含有随机纤维取向的平面平行于加载方向。在175 ℃下，正常的蠕变行为，即，应变速率随应变而降低，然后达到稳定状态，在所有使用的应力下观察到。在240 ℃下，观察到高达80 MPa的正常蠕变行为，在应力以上观察到应变速率随应变而增加，然后达到稳定状态并再次降低。在300 ℃时，在所有应力下均观察到反向蠕变行为.此模式对于所有复合材料保持相同。反向蠕变行为被发现与纤维断裂。发现所有复合材料的应力指数都很高。考虑门槛应力后，应力指数在3.9 ~ 7.0之间，表明粘滞滑移和位错攀移是主要的蠕变机制。由于在任何应力水平下正常或反向蠕变行为的数据不足，未计算表观活化能Qc。混合复合材料的抗蠕变性被认为是可比的，在所有的温度和应力水平的调查与20%的Saffil短纤维增强的复合材料。
2017-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The Gap Test: Effects of Crack Parallel Compression on Fracture in Carbon Fiber Composites
本文探讨了全球模式I断裂能的碳纤维复合材料受到双轴应力状态在裂纹尖端，特别是其中一个应力分量是压缩和平行于裂纹。基于先前创造的间隙测试和Bazant的II型尺寸效应定律的实验技术，发现随着裂纹平行压缩应力的增加，I型断裂能单调减小。与断裂能的标称值相比，在没有施加裂纹平行压缩的情况下，观察到对于等于复合材料的压缩失效极限的44%的压缩应力，断裂能降低高达37%。这种削弱效果是由于分裂裂纹，诱导在裂纹尖端由于裂纹平行压缩，这是通过裂纹尖端显微照片识别。这是一个新颖的结果，挑战了断裂能是恒定材料特性的百年假设，并首次表明裂纹平行压缩导致复合结构比预期的更弱。实验活动也支持与计算活动，提供了一个框架，能够捕捉裂纹平行压缩的影响。通过使用裂纹带模型，它正确地表征断裂过程区张量，再加上一个完全张量损伤法，模拟结果提供了令人满意的协议与实验数据。相反，当减少张量损伤法定义的裂纹带，它表明，结构强度和断裂能是危险的高估。这强调了使用裂纹带模型与完全张量损伤法相结合来准确预测复合材料断裂的重要性。
2022-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of local elasto-plastic stress and strain fields in a two-phase composite microstructure using a deep convolutional neural network
本文提出基于3D U-Net卷积神经网络的深度学习框架，通过两步训练策略快速预测两相纤维增强复合材料在加载-卸载路径下的微观弹塑性应力与应变场，大幅提升计算效率。
2023-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A Mechanical Study of a Glass Fabric-Thermoplastic Resin Composite: 3D-DIC and X-ray tomographic observations explained by numerical simulations based on a spectral solver
在本文的研究中，我们分析了玻璃纤维平纹织物/聚合物复合材料的力学响应在织物毫米细观尺度。使用CraFT（复合响应和傅立叶变换）对织物重复单元中的应力和应变场进行了数值计算，CraFT是一种专门用于模拟具有复杂微观结构的材料的力学行为的代码。通过模拟获得的局部应变场被认为是在非常好的协议进行测量，使用三维数字图像相关（3D DIC）。从CraFT求解器计算的数值应力场，我们还突出了周期性细观结构内部的最大应力的子区域。此外，与X射线断层扫描事后测量，我们能够确认，某些损伤模式以及在这些应力集中的微观结构子区域启动。
2016-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Physical mechanisms affecting critical angle for nanopatterning in irradiated thin films: I. A composite model
对诸如Si或Ge的可非晶化材料的离子束辐照可能导致自发斑图形成，而不是平坦表面，因为辐照超过相对于表面法线的某个临界角。实验观察到，该临界角根据许多因素而变化，包括束能量、离子种类和靶材料。在这第一部分的一组文件，我们考虑一个复合模型的无应力应变和各向同性膨胀的应力修改沿理想化的离子轨道的广义治疗。我们得到了一个高度一般的线性稳定性结果与任意深度依赖性配置文件的每一个无应力的应变率张量，偏应力修改源，各向同性膨胀，各向同性应力源的仔细治疗。我们比较我们的理论结果与实验测量的角度相关的偏应力和各向同性应力为250 eV的Ar+ Si。我们的分析表明，角度无关的各向同性应力的存在和非晶-结晶和自由界面之间的关系可能是强有力的贡献者临界角的选择，而不均匀的应力修改的影响似乎是不存在的理想情况下，对角平移界面和应力产生完全沿着薄，向下束离子轨道。我们还考虑了一个相反的理想化：由垂直平移定义的界面，无论梁的方向如何，沿垂直方向的应力修改。这两个理想化，这两个都出现在最近的分析中，导致预测的不可接受的变化，提示在本集中的后续论文中讨论的建模改进。这些改进包括界面之间的关系和更复杂的处理不均匀应力场。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
OpTiDDM (Optical Tweezers integrating Differential Dynamic Microscopy) maps the spatiotemporal propagation of nonlinear stresses in polymer blends and composites
局部应力如何通过聚合物流体传播，以及更一般地，大分子动力学如何引起粘弹性是对广泛的科学和工业领域至关重要的开放性问题。在这里，明确连接聚合物动力学的力响应，并映射在高分子材料的应力传播，我们提出了一个强大的方法-光镊集成微分动态显微镜（OptiDMM）-同时施加局部应变，测量阻力，并分析周围的聚合物的运动。我们的测量与环状和线性聚合物（DNA）的混合物和它们的复合材料与刚性聚合物（微管）揭示了一个令人惊讶的共振响应，其中仿射对齐，超扩散率和弹性记忆最大化时，应变率是可比的纠缠率。微管抑制这种共振，同时显著增加弹性力和记忆，这是由于聚合物沿着应变路径累积、拉伸和流动以及构型上消散应力的程度不同。更广泛地说，丰富的多尺度耦合的力学和动力学所提供的OpTiDDM，使其跨学科的使用，以阐明非平凡的现象，雕塑应力传播动力学的商业应用和细胞力学的关键。
2022-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ferromagnetic Wires Composite Media with Tunable Scattering Spectra at Microwaves
我们展示了复合介质与铁磁线，表现出在微波政权的频率区域与散射光谱强烈依赖于外部磁场或应力。这些可调复合材料最近已被提出理论，但是，没有直接的实验验证已被报道。我们使用的复合材料与主要取向的CoFeCrSiB玻璃涂层的非晶丝具有大的磁阻抗在GHz频率。反射和透射系数的自由空间测量在1-8 GHz的频率范围内进行，在存在的外部静态磁场或应力施加到整个样品。一般情况下，透射谱显示出较大的变化范围内的10 dB的几个Oe或应力为0.1 MPa的相对较小的磁场。所得结果与由有效介质参数预测的解析表达式定量一致。入射电磁波在每根导线中感应出电偶极矩，其聚集形成整个复合结构在辐射近场或远场区域中的有效偶极子响应。有效响应的场和应力依赖性来自铁磁线的交流表面阻抗的场或张应力敏感性。在天线谐振附近，金属丝夹杂物的磁阻抗的变化导致总有效响应的大的变化。一些建议的材料的应用进行了讨论，包括场可调谐微波表面和自传感介质的远程非破坏性评估的结构材料。
2006-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Damage accumulation during high temperature fatigue of Ti/SiC$_f$ metal matrix composites under different stress amplitudes
采用同步加速器X射线计算机断层成像（CT）和X射线衍射（XRD）技术，原位研究了不同应力幅下高强度TC 17钛合金/单向SiC纤维复合材料（纤维直径= 100 $μ$ m）在高温（350 °C）疲劳循环下的损伤机制和载荷重分布。通过CT绘制了裂纹和纤维断裂的三维形态。在稳定生长期间，基体开裂占主导地位，当绕过桥接纤维时，裂纹偏转（高度为50-100 $μ$ m）。少量的桥接纤维断裂接近基体裂纹平面，特别是在相对较高的应力幅循环。加载到峰值应力导致裂纹快速增长，伴随着纤维断裂的爆发。与稳定增长阶段相比，在快速增长阶段，许多纤维断裂发生在距基体裂纹面50-300 $μ$ m处，导致断裂表面上的广泛纤维拔出。在纤维负载，界面应力，和在裂纹附近的纤维-基体脱粘的程度的变化已映射为疲劳循环和快速增长后的高空间分辨率XRD。纤维/基体界面滑动延伸至裂纹平面两侧的600 $μ$ m（在稳定增长区）或700 $μ$ m（在快速增长区）。界面剪切应力的方向与加载周期，与最大摩擦滑动应力达到~55 MPa的稳定增长和快速增长的制度。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiscale modeling of microscale fiber reinforced composites with nano-engineered interphases
本文主要研究了含纳米和微米尺度增强体的多尺度复合材料的力学性能和应力传递行为。这种复合材料的结构的显著特征是碳纳米结构（CNS）分散在连续微米级纤维周围的基质中，以改变微纤维-基质界面粘合。这种CNS被认为是由取向的CNT（A-CNT）制成的。因此，多尺度模型开发的混合复合材料。首先，结合Mori-Tanaka方法的分子动力学模拟被用来确定由CNS和环氧树脂组成的纳米工程界面层的有效弹性性能。随后，一个连续纤维多尺度复合材料的细观力学拔出模型的发展，并考虑其与周围的环氧树脂的完美和不完美的界面结合条件的不同取向的CNS的应力传递行为进行了研究。这种界面条件是用线性弹簧层模型模拟的，具有连续的牵引力，但位移跳跃。目前的拔出模型考虑了多尺度复合材料的不同正交各向异性组成相的径向和轴向变形。从开发的拔出模型的结果进行了比较与有限元分析，发现是在良好的协议。我们的研究结果表明，多尺度复合材料的应力传递特性显着改善，通过控制周围的纤维，特别是，当它们沿轴向排列的微尺度纤维的CNT形态。结果还表明，碳纳米管-环氧树脂界面弱化显著影响沿长度的微尺度纤维的径向应力。
2016-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Stress controlled magnetic properties of Cobalt nanowires
我们研究了嵌入纳米多孔阳极氧化铝模板中的铁磁性钴纳米线复合材料的磁性。我们观察到纳米线的饱和磁化强度和矫顽场在低于100 K时有异常的增加。我们还报告了一个不寻常的交换偏置效应在纳米线低于100 K的外观。我们认为，我们的结果可以理解的基础上，不同的磁能尺度之间的竞争引起的显着的应力作用在纳米线在低温下。该复合材料表现为一种有效的介质，其中纳米线的磁各向异性可以通过纳米线上的应力方便地控制。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Stress Transfer in a Graphene Monolayer Nanocomposite
石墨烯是已知最坚硬的材料之一，杨氏模量为1 TPa，使其成为高性能复合材料中用作增强材料的理想候选材料。然而，作为一种单原子厚度的晶体材料，石墨烯提出了几个基本问题：（1）数十年来对碳基复合材料的研究能否应用于这种极薄的晶体材料？(2)传统上用于复合材料的连续介质力学在原子水平上是否仍然有效？(3)基质如何与石墨烯晶体相互作用，什么样的理论描述是合适的？我们已经明确地证明了应力从聚合物基质转移到单层石墨烯，表明石墨烯作为增强相。我们还使用剪切滞后理论对行为进行了建模，表明石墨烯单层纳米复合材料可以使用连续介质力学进行分析。此外，我们已经能够监测石墨烯/聚合物界面的应力传递效率和击穿。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Difference-Based Deep Learning Framework for Stress Predictions in Heterogeneous Media
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
使用有限元分析（FEA）对非均匀介质（如复合材料）进行应力分析已成为设计和分析中的常见问题。然而，在优化和多尺度等情况下，使用FEA确定非均匀介质中的应力分布在计算上可能是昂贵的。为了解决这个问题，我们利用深度学习开发了一套基于工程和统计知识的新型差分神经网络（DiNN）框架，以首次确定非均匀介质中的应力分布，特别关注表现出高应力集中的不连续区域。我们的方法的新颖之处在于，我们不是像以前那样直接使用几个FEA模型几何形状和应力作为训练神经网络的输入，而是专注于突出不同输入样本之间应力分布的差异，以提高非均匀介质中预测的准确性。我们通过考虑复合材料分析中常用的不同类型的几何模型（包括体积分数和空间随机性）来评估DiNN框架的性能。结果表明，DiNN结构显着提高应力预测的准确性相比，现有的结构，特别是对于随机体积分数的复合材料模型时，局部高应力集中。
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.app-ph
Performance-driven 3D printing of continuous curved fibre reinforced polymer composites a preliminary numerical study
本文提出了一种新的概念，连续弯曲纤维的碳纤维增强复合材料，这可以实现潜在的添加剂或混合机械制造工艺。基于加载条件，通过有限元分析（FEA）生成主应力轨迹，并用作碳纤维放置路径的指导。三个数值算例，一个开孔单层板在单向拉伸和一个开孔正交铺设层合板在双向拉伸和正常的压力下，进行了研究，并与传统的单向纤维增强复合材料进行比较。模拟结果表明，弯曲纤维铺放可以显著降低纤维和基体中的应力集中，提高CFRP复合材料的刚度。这种性能驱动的优化方法的概念可以为未来纤维增强复合材料的3D打印工艺设计提供有用的工具。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Iron self-diffusion in FeZr/$^{57}$FeZr multilayers measured by neutron reflectometry: Effect of applied compressive stress
利用中子反射技术研究了纳米复合FeZr合金中铁的自扩散与外加压应力的关系。交替溅射（Fe+Zr）和（57 Fe +Zr）的复合靶以沉积化学均匀多层（CHM）结构[Fe 75 Zr 25/57 Fe 75 Zr 25]10。使用3点弯曲装置将多层膜沉积到弯曲的Si晶片上。沉积后，释放基底的弯曲，这导致施加到多层上的压缩应力。在沉积状态下，合金多层膜形成非晶相，当在373 K下加热时，非晶相结晶成纳米复合相。布拉格峰，由于同位素对比度观察到从CHM，中子反射率测量时，而X射线反射率显示出对应于一个单一的层的图案。用不同温度热退火后中子反射谱中布拉格峰强度的衰减来测量铁的自扩散。结果发现，铁的自扩散减缓与所施加的压缩应力的强度的增加。
2006-01-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Physically Constrained 3D Diffusion for Inverse Design of Fiber-reinforced Polymer Composite Materials
提出PC3D_Diffusion三维扩散模型，并通过损失引导的无学习物理约束方法，实现满足无碰撞要求、可定制整条应力-应变曲线的FRPC逆向设计。
2024-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Infrared actuation in aligned polymer-nanotube composites
用近红外线照射含多壁碳纳米管的橡胶复合材料，研究其可逆光机械驱动响应。我们证明，驱动是可重复的不同的聚合物系统。该响应与基体中纳米管的单轴取向程度直接相关，沿着取向轴收缩样品。驱动行程取决于所测试的特定聚合物，然而，一般响应对于所有测试的复合材料是通用的。我们进行了详细的研究，由应力引起的管对齐，并提出了一个模型的可逆的驱动行为，基于本地响应的取向平均。该模型的单一现象学参数描述了单个管对低能光子吸收的响应;其实验确定的值可能表明关于这种响应的一些想法。
2006-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying the effects of particle clustering in random thermoelastic composites -- numerical and mean-field analyses
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）；Polish-Japanese Academy of Information Technology（波日信息技术学院）
研究随机分布颗粒对热弹性有效性质及局部应力应变分布的影响，采用全场有限元分析与平均场模型进行定量评估，区分不同包含体的平均应力应变。
2026-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Electronic conduction in copper-graphene composites with functional impurities
本文利用从头算DFT研究煤衍生类石墨烯加入FCC铜后的电子传导，发现功能杂质与环形无序会引发电荷局域化并破坏电子连续流动，晶体取向和石墨烯纯度显著影响电子输运各向异性，强调了结构应力对改善导电性的重要性。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Fourier-based schemes for computing the mechanical response of composites with accurate local fields
Mines ParisTech, PSL Research University（巴黎矿业高等学院，PSL研究大学）
本文改进了弹性力学中基于傅里叶方法的Green算子，通过旋转网格的中心差分表达连续介质力学，从而获得更精确的应变和应力场，并提升了FFT方案的收敛速度和效率。
2014-12-21 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
Progressive failure simulation of composite materials using the anisotropic phase field method
采用各向异性相场模型的有效计算框架，研究了界面性质、有效临界能量释放率和孔洞形状对纤维增强复合材料破坏过程的影响。在此框架下，在有限元法的背景下求解相场法，研究了强、弱界面对复合材料破坏强度的影响。结果表明，当材料失效时，强界面表现为脆性，弱界面表现为韧性，可以提高材料的失效强度。同时，在计算中引入了有效临界能量释放率，降低了材料的断裂韧性，使预测结果与实验结果更加吻合，提高了结果的准确性。研究了孔洞形状对复合材料破坏的影响，捕捉到了不同孔洞形状的裂纹扩展情况，表明含孔洞板的承载能力不仅与孔洞形状有关，还与孔洞集中应力的位置和孔洞承载位置的个数有关。材料的承载能力可以通过改变孔的形状来提高。这些结果揭示了不同因素对复合材料失效的影响，为复合材料的有效设计奠定了基础。
2022-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Crack-Net: Prediction of Crack Propagation in Composites
College of Engineering, Peking University（北京大学工学院）；Imperial College London（帝国理工学院）；Eastern Institute for Advanced Study（宁波东方理工大学（暂名） 东方高等研究院）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；University of California, Los Angeles（加利福尼亚大学洛杉矶分校）；Meituan（美团）
本文提出深度学习框架 Crack-Net，融合裂纹演化与应力响应关系，基于相场法数据集训练，可高效预测复合材料裂纹扩展与应力-应变曲线，并结合迁移学习提升泛化能力。
2023-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cs.LG
Patterns of load, elastic energy and damage in network models of architected composite materials
FAU Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；FAU Competence Center Scientific Computing（FAU科学计算能力中心）
本文通过网络模型研究了建筑复合材料界面失效的机制，提出分层图案化结构可提高界面韧性并局部化失效。
2026-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Isotoxal star-shaped polygonal voids and rigid inclusions in nonuniform antiplane shear fields. Part II: Singularities, annihilation and invisibility
缺口应力强度因子和应力强度因子的分析得到的isotoxal星形的多边形空隙和刚性夹杂物（也为相应的极限情况下的星形裂纹和加劲肋），当加载通过远程非均匀（自平衡，多项式）反平面剪应力在无限线性弹性矩阵。通常这些解在夹杂角部显示应力奇异性。它示出了一组无限的几何形状和加载条件存在，不仅是缺乏的奇异性，但应力消失（“零化”）的角落。因此，即使没有夹杂物角，材料也会有有限的应力，尽管施加了远程载荷，但在这些点处保持不受应力。此外，类似的条件下确定的星形裂纹或加劲叶片的环境应力完全不受干扰，从而达到“准静态不可见性”的条件。应力消除和不可见性定义了复合材料整体强度的最佳加载模式，并可用于设计超耐腐蚀材料。
2016-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Cooperative rheological state-switching of enzymatically-driven composites of circular DNA and dextran
本研究通过酶促消化将环状DNA与葡聚糖复合材料推至非平衡态，发现离散的流变状态切换现象，并利用S型双态函数建模揭示了协同渗滤机制，为伤口愈合和自修复材料提供了新平台。
2023-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.bio-ph
