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</p><p class="ql-align-justify">近日，國際知名期刊《Composites Part B》發(fā)表了一篇美國亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)完成的有關(guān)人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)在高性能復(fù)合材料中應(yīng)用的研究成果。

文章來源：第五屆LS-DYNA中國技術(shù)論壇，作者：Haoyan Wei博士，ANSYS, Inc.研發(fā)工程師視頻鏈接：LS-DYNA人工智能多尺度計(jì)算技術(shù)及其在注塑成型復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)校對：董驍， Ansys高級應(yīng)用工程師；整理編輯：俞琴

針對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）測試樣本多、測試周期長、成本高昂的問題，海克斯康融合多尺度復(fù)合材料建模平臺(tái)Digimat和人工智能仿真平臺(tái)ODYSSEE，開發(fā)出一套基于人工智能的復(fù)合材料虛擬許用值預(yù)測方案，基于以下三個(gè)重要步驟，從而幫助客戶快速獲取復(fù)合材料許用值。

在通電條件下，MFC發(fā)生電能-機(jī)械能轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料發(fā)生變形。主動(dòng)變形智能復(fù)合材料的變形能力與MFC的性能、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的厚度、鋪層方向等因素有關(guān)。復(fù)合材料的優(yōu)勢是其結(jié)構(gòu)包括鋪層的可設(shè)計(jì)性，因此，需進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì)及變形模擬方面的工作，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。

因此，當(dāng)對注塑成型的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和性能預(yù)測時(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)值方法與材料本構(gòu)模型往往難以取得令人滿意的計(jì)算精度。 最近，LS-DYNA基于人工智能技術(shù)發(fā)展了一套嶄新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)多尺度計(jì)算技術(shù)，該技術(shù)集成了注塑成型過程模擬、材料多尺度力學(xué)建模、結(jié)構(gòu)非線性有限元分析，以及基于物理的機(jī)器學(xué)習(xí)方法“深度材料網(wǎng)絡(luò)（DMN）”。

目前關(guān)注于集成材料計(jì)算工程的應(yīng)用，包括材料數(shù)據(jù)的管理、復(fù)合材料多尺度仿真分析、人工智能加速新材料研發(fā)和應(yīng)用等方面，為客戶提供各種材料應(yīng)用及CAE解決方案。

智能復(fù)合材料的主要種類和應(yīng)用 1、 形狀記憶合金纖維增強(qiáng)智能復(fù)合材料 SMA 應(yīng)用于智能復(fù)合材料主要由于其具有形狀記憶效應(yīng)（SME）和超彈性。 2、 光導(dǎo)纖維智能復(fù)合材料 智能復(fù)合材料中的傳感器是嵌埋在復(fù)合材料中的，這要求與基體之間具有良好的兼容性。 3、 碳纖維增強(qiáng)智能復(fù)合材料 該復(fù)合材料較多地出現(xiàn)在水泥基材料中。

目前關(guān)注于集成材料計(jì)算工程的應(yīng)用，包括材料數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理及引用，多尺度復(fù)合材料精細(xì)建模和仿真分析，人工智能加速新材料研發(fā)和應(yīng)用，機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于仿真加速和設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面，為客戶提供各類CAE仿真和材料應(yīng)用解決方案。

3.AI模型預(yù)測材料數(shù)據(jù)：對基于物理的人工智能模型進(jìn)行了訓(xùn)練、驗(yàn)證和測試，保證預(yù)測結(jié)果的精度。圖3.

除了具有自我修復(fù)功能外，STC的變色龍行為有助于肉眼監(jiān)測溫度，從而實(shí)現(xiàn)智能熱管理。

對于結(jié)構(gòu)材料，要實(shí)現(xiàn)面向材料的增韌設(shè)計(jì)；對于智能材料，如形狀記憶聚合物和合金，有必要實(shí)現(xiàn)可控的變形恢復(fù)設(shè)計(jì)。 3）智能復(fù)合材料 。先進(jìn)復(fù)合材料的先進(jìn)制造技術(shù)將為實(shí)現(xiàn)跨尺度智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造提供有力的工具。

來源 | Composites Part A 01背景介紹隨著智能時(shí)代和第五代(5G)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、智能設(shè)備等行業(yè)正朝著集成化、輕量化、小型化方向發(fā)展。然而，5G技術(shù)的嵌入導(dǎo)致智能設(shè)備的功率密度爆炸式增長，過多的熱量積累會(huì)降低芯片的工作效率，甚至加速老化。

當(dāng)前，全球正經(jīng)歷由人工智能與機(jī)器人技術(shù)驅(qū)動(dòng)的深刻變革，行業(yè)已進(jìn)入高速發(fā)展的全新階段，成為全球科技創(chuàng)新的核心引擎和經(jīng)濟(jì)增長的新支柱。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，全球人工智能應(yīng)用行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)性增長態(tài)勢，2024年全球人工智能總投資規(guī)模為3,159億美元，并有望在2029年增至12,619億美元，五年復(fù)合增長率為31.9%。目前人工智能與實(shí)體經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入“深度滲透”的新階段，特征愈發(fā)凸顯。

數(shù)據(jù)顯示，中國人工智能人才缺口目前仍超過500萬，這種產(chǎn)業(yè)與教育的緊密互動(dòng)，對于培養(yǎng)適應(yīng)未來發(fā)展需求的復(fù)合型人才具有重要意義。特別設(shè)立的"青年創(chuàng)新展區(qū)"將展示00后開發(fā)者們的奇思妙想，讓我們得以一窺AI技術(shù)的未來走向。展會(huì)的商業(yè)價(jià)值同樣不容忽視。主承辦方預(yù)計(jì)，本屆展會(huì)將吸引超過1000家參展企業(yè)和5萬名專業(yè)觀眾，促成數(shù)百項(xiàng)商業(yè)合作和技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

智能導(dǎo)熱材料具有響應(yīng)速度快、精確調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度和顯著降低資源消耗的特點(diǎn),在民用電子、航空航天等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí),隨著近年來空間技術(shù)、人工智能、航空航天等領(lǐng)域的快速發(fā)展,對于溫度敏感、發(fā)熱量較大且環(huán)境溫度復(fù)雜的設(shè)備,如通信終端、蓄電池、芯片電子等,亟需發(fā)展能夠即時(shí)感知外界環(huán)境、自主熱流調(diào)節(jié)的新型智能導(dǎo)熱材料。

發(fā)展概況：隨著我國科技的飛速發(fā)展、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速，以及人工智能技術(shù)的不斷突破和創(chuàng)新，具身智能的市場規(guī)模呈現(xiàn)出顯著的增長態(tài)勢。據(jù)據(jù)測算，具身智能的市場規(guī)模已從2018年的2923億元增長至2023年的7487億元，年復(fù)合增長率達(dá)到20.7%。在AI大模型的帶動(dòng)之下，具身智能正在成為今年最火的賽道之一，特別是機(jī)器人領(lǐng)域，進(jìn)入了發(fā)展快車道。

、無人機(jī)、運(yùn)動(dòng)相機(jī)、游戲機(jī)、智能音箱、智能家電、可穿戴設(shè)備、打印機(jī)等③工控電腦：加固型筆記本、工業(yè)平板、嵌入式電腦、商顯電腦、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、顯卡/網(wǎng)卡/硬盤等④人工智能：機(jī)器人、智能終端、智能控制、無人駕駛、圖傳、語音交互、智能家居等⑤醫(yī)療設(shè)備：治療/檢測儀器設(shè)備、監(jiān)護(hù)設(shè)備、成像設(shè)備、移動(dòng)醫(yī)療、便攜式手持檢查設(shè)備、DNA分析儀等⑥智能安防：控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、交通管理系統(tǒng)、

陶瓷材料具有硬度高、耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)，可以減少關(guān)節(jié)面產(chǎn)生的磨損顆粒，降低假體周圍骨溶解和假體松動(dòng)的危險(xiǎn)，從而延長人工關(guān)節(jié)壽命。目前，用于人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的陶瓷材料主要有三種，即氧化鋁、氧化鋯、氧化鋯增韌高純氧化鋁基復(fù)合陶瓷。本文圍繞陶瓷材料在人工髖關(guān)節(jié)假體中的臨床應(yīng)用，對陶瓷材料的性能進(jìn)行介紹，并對臨床應(yīng)用中發(fā)生的問題進(jìn)行分析。

具有自采集、自建模、自診斷、自學(xué)習(xí)、自決策能力的智能增材制造設(shè)備是未來增材制造技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。開展增材制造技術(shù)與材料、軟件、人工智能、生命醫(yī)學(xué)等學(xué)科的交叉研究，實(shí)現(xiàn)重大原始技術(shù)創(chuàng)新。

展會(huì)介紹2026深圳國際人工智能與機(jī)器人展覽會(huì)隸屬中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì)（簡稱:高交會(huì)）集成果交易、產(chǎn)品展示、高層論壇、項(xiàng)目招商、合作交流于一體，重點(diǎn)展示人工智能、機(jī)器人、新一代信息技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造、新能源、新材料等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品。