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申请/专利权人：中国兵器工业集团第五二研究所;中国人民解放军63963部队

摘要：本发明属于力学超结构材料领域，涉及一种仿晶格力学超结构材料力学性能预测方法，包括步骤1：以胞元各杆法平面为基准面，利用三维建模软件结合数值仿真软件建立胞元数值仿真模型，构建包含胞元姿态、杆长、杆径、空心程度4种结构参数及其应力‑应变曲线的数据集；步骤2：构建包含仿晶格力学超结构材料结构特征和宏观力学特征的数据库；步骤3：训练仿晶格力学超结构材料宏观力学性能预测模型；步骤4：验证性能预测模型的准确性和泛化能力。本发明实现了胞元构型与力学性能间构效关系的定量表征，可指导力学超结构材料的设计，提高了超结构材料的设计效率。

主权项：1.一种仿晶格力学超结构材料力学性能预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：以胞元各杆法平面为基准面，利用三维建模软件建立仿晶格力学超结构材料胞元构型实体模型，结合数值仿真软件通过划分网格、选择材料类型、施加约束步骤建立胞元数值仿真模型，获得胞元宏观应力-应变曲线，设置胞元杆长a、杆径b、空心程度c的取值范围分别为[a1a2]、[b1b2]、[c1c2]，各结构参数分别以Δa、Δb、Δc等间隔取值，各结构参数进行随机组合，同时通过改变胞元中杆的数量和分布，以调整胞元姿态，从而构建包含胞元姿态、杆长、杆径、空心程度4种结构参数及其应力-应变曲线的数据集；步骤2：基于仿晶格力学超结构材料胞元构型的唯一性和信息全面性原则，以元素“1”表示胞元两个节点之间存在连接关系，以元素“0”表示两节点之间无连接关系，胞元构型各节点之间的连接关系表示为N×N的邻接矩阵，其中N表示胞元节点数量，邻接矩阵第N+1行和第N+1列第1、2、3个元素分别为胞元杆长、杆径、空心程度三个结构参数，该行、列其余位置补零，获得N+1×N+1的仿晶格力学超结构材料胞元结构特征矩阵；利用步骤1获得的胞元构型应力-应变曲线，对应力值进行归一化处理并以等间隔取2N+12个点，建立2N+12×1的胞元宏观力学特征矩阵，提取步骤1中胞元结构参数、应力-应变曲线数据集特征，构建包含仿晶格力学超结构材料结构特征和宏观力学特征的数据库；步骤3：将步骤2中构建的包含仿晶格力学超结构材料结构特征和宏观力学特征的数据库按照训练集：测试集数据量为4：1原则，随机划分为训练集和测试集数据，使用训练集数据，采用卷积神经网络架构，通过设置卷积核尺寸、卷积核数量、步长、激活函数、迭代次数网络参数，训练仿晶格力学超结构材料宏观力学性能预测模型；步骤4：使用步骤3测试集数据，输入至步骤3仿晶格力学超结构材料宏观力学性能预测模型中，对比胞元实际应力-应变曲线值与预测应力-应变曲线值，以验证性能预测模型的准确性和泛化能力。

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