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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院的研究團隊完成的有關人工智能/機器學習在高性能復合材料中應用的研究成果。

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

針對連續(xù)纖維增強復合材料（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合材料建模平臺Digimat和人工智能仿真平臺ODYSSEE，開發(fā)出一套基于人工智能的復合材料虛擬許用值預測方案，基于以下三個重要步驟，從而幫助客戶快速獲取復合材料許用值。

在通電條件下，MFC發(fā)生電能-機械能轉(zhuǎn)換，驅(qū)動結(jié)構(gòu)復合材料發(fā)生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結(jié)構(gòu)復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優(yōu)勢是其結(jié)構(gòu)包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續(xù)實驗研究提供理論指導。

因此，當對注塑成型的產(chǎn)品進行結(jié)構(gòu)分析和性能預測時，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算精度。 最近，LS-DYNA基于人工智能技術發(fā)展了一套嶄新的數(shù)據(jù)驅(qū)動多尺度計算技術，該技術集成了注塑成型過程模擬、材料多尺度力學建模、結(jié)構(gòu)非線性有限元分析，以及基于物理的機器學習方法“深度材料網(wǎng)絡（DMN）”。

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

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

目前關注于集成材料計算工程的應用，包括材料數(shù)據(jù)的存儲、管理及引用，多尺度復合材料精細建模和仿真分析，人工智能加速新材料研發(fā)和應用，機器學習應用于仿真加速和設計優(yōu)化等方面，為客戶提供各類CAE仿真和材料應用解決方案。

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

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

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

對于結(jié)構(gòu)材料，要實現(xiàn)面向材料的增韌設計；對于智能材料，如形狀記憶聚合物和合金，有必要實現(xiàn)可控的變形恢復設計。 3）智能復合材料 。先進復合材料的先進制造技術將為實現(xiàn)跨尺度智能復合材料結(jié)構(gòu)的設計和制造提供有力的工具。

當前，全球正經(jīng)歷由人工智能與機器人技術驅(qū)動的深刻變革，行業(yè)已進入高速發(fā)展的全新階段，成為全球科技創(chuàng)新的核心引擎和經(jīng)濟增長的新支柱。據(jù)權(quán)威機構(gòu)數(shù)據(jù)，全球人工智能應用行業(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，五年復合增長率為31.9%。目前人工智能與實體經(jīng)濟已進入“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，對于培養(yǎng)適應未來發(fā)展需求的復合型人才具有重要意義。特別設立的"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技術的未來走向。展會的商業(yè)價值同樣不容忽視。主承辦方預計，本屆展會將吸引超過1000家參展企業(yè)和5萬名專業(yè)觀眾，促成數(shù)百項商業(yè)合作和技術轉(zhuǎn)讓。

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

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，年復合增長率達到20.7%。在AI大模型的帶動之下，具身智能正在成為今年最火的賽道之一，特別是機器人領域，進入了發(fā)展快車道。

、無人機、運動相機、游戲機、智能音箱、智能家電、可穿戴設備、打印機等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)控制計算機、顯卡/網(wǎng)卡/硬盤等④人工智能：機器人、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)療設備：治療/檢測儀器設備、監(jiān)護設備、成像設備、移動醫(yī)療、便攜式手持檢查設備、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，可以減少關節(jié)面產(chǎn)生的磨損顆粒，降低假體周圍骨溶解和假體松動的危險，從而延長人工關節(jié)壽命。目前，用于人工髖關節(jié)置換術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合陶瓷。本文圍繞陶瓷材料在人工髖關節(jié)假體中的臨床應用，對陶瓷材料的性能進行介紹，并對臨床應用中發(fā)生的問題進行分析。

但是對于大部分智能粘合劑材料而言，將高導電性、可調(diào)粘合性、熱修復性、變剛度性、可回收性和可重復使用性等結(jié)合到一種材料中仍然頗具挑戰(zhàn)。 為了解決上述問題，南京大學李承輝教授課題組以含有多氫鍵作用的超分子聚合物(SMP)為基體再與石墨烯納米片(GNs)共混制備出具有可調(diào)粘合性質(zhì)的變剛度復合材料(SMP/GNs)。

具有自采集、自建模、自診斷、自學習、自決策能力的智能增材制造設備是未來增材制造技術大規(guī)模應用的重要基礎。開展增材制造技術與材料、軟件、人工智能、生命醫(yī)學等學科的交叉研究，實現(xiàn)重大原始技術創(chuàng)新。