11月20日,在第九屆材料基因工程國際論壇開幕式上,由之江實驗室與浙江大學城市學院聯合研發的多孔合金材料模型正式發布。之江實驗室新材料計算研究中心副主任陳立朋介紹,該模型融合了參數化建模與自研秒級性能計算技術,建立了涵蓋百萬級數量的孔結構—力學性能數據庫,并通過數據驅動,構建了基于隱式表達的孔結構人工智能逆向生成模型。

多孔材料在自然界中無處不在,如輕韌的蜂窩、強韌的骨骼等,雖然充滿孔洞,卻具備出色的承重能力。組成多孔材料的基本單元被稱為“胞元”,其拓撲構型直接決定了材料的宏觀性能。胞元的拓撲結構設計千變萬化,可以是管、桿、板、曲面等形態,也可以是這些形態的任意組合,有超過億級的求解自由度,利用傳統計算耗時冗長,尋優效率低下,極大限制了多孔材料的發現。
在該模型的對話界面輸入目標力學參數,模型就能立刻進行意圖識別,對用戶想要的胞元結構進行分析,理解用戶訴求,進而根據分析結果,雙線并進:一方面從百萬數據庫中挑選出符合用戶需求的胞元,實現胞元秒級尋優;另一方面通過人工智能開展胞元逆向設計,生成全新胞元結構,實現指定力學性能目標下的孔結構秒級生成。提供符合要求的備選胞元后,模型會自動生成多孔材料智構報告,對不同方案進行對比,輔助用戶做出最佳決策。
之江實驗室特聘專家、浙大城市學院教授湯慧萍表示:“多孔合金材料模型提升了胞元設計的質效、縮短了胞元參數的迭代周期、降低了設計的試錯成本,為3D打印復雜構件的輕量化設計提供核心技術支撐,解決了傳統設計中輕量化與復雜度、可靠性難以兼顧的痛點。”未來,模型還將繼續深化技術賦能,在航空航天、深海探測、新能源汽車等新興產業釋放更大價值。
目前,該模型及數據庫已經面向社會免費開放,并在新材料大數據中心的網站及之江實驗室zero2x平臺同步上線。
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