論文の概要: Inverse designing metamaterials with programmable nonlinear functional responses in graph space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.06300v1
• Date: Mon, 12 Aug 2024 17:09:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-13 13:46:08.010056
• Title: Inverse designing metamaterials with programmable nonlinear functional responses in graph space
• Title（参考訳）: グラフ空間におけるプログラム可能な非線形機能応答を持つ逆設計メタマテリアル
• Authors: Marco Maurizi, Derek Xu, Yu-Tong Wang, Desheng Yao, David Hahn, Mourad Oudich, Anish Satpati, Mathieu Bauchy, Wei Wang, Yizhou Sun, Yun Jing, Xiaoyu Rayne Zheng,
• Abstract要約: GraphMetaMatは、プログラム可能な応答と任意の製造制約を備えた3次元メタマテリアルを設計できるグラフベースのフレームワークである。 4桁の等級と複雑な挙動にまたがる応力-ひずみ曲線と、様々な減衰ギャップを持つ粘弾性伝達応答を目標にすることができる。 防具用クッション材や電気自動車用防振パネルを製造でき、商業資材よりも優れた性能を発揮する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 35.329091807070505
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Material responses to static and dynamic stimuli, represented as nonlinear curves, are design targets for engineering functionalities like structural support, impact protection, and acoustic and photonic bandgaps. Three-dimensional metamaterials offer significant tunability due to their internal structure, yet existing methods struggle to capture their complex behavior-to-structure relationships. We present GraphMetaMat, a graph-based framework capable of designing three-dimensional metamaterials with programmable responses and arbitrary manufacturing constraints. Integrating graph networks, physics biases, reinforcement learning, and tree search, GraphMetaMat can target stress-strain curves spanning four orders of magnitude and complex behaviors, as well as viscoelastic transmission responses with varying attenuation gaps. GraphMetaMat can create cushioning materials for protective equipment and vibration-damping panels for electric vehicles, outperforming commercial materials, and enabling the automatic design of materials with on-demand functionalities.
• Abstract（参考訳）: 非線形曲線として表される静的および動的刺激に対する材料応答は、構造的支持、衝撃保護、音響およびフォトニックバンドギャップのような工学的機能のための設計目標である。 三次元メタマテリアルは内部構造のために大きなチューニング性を提供するが、既存の手法は複雑な振る舞いと構造の関係を捉えるのに苦労する。 プログラム可能な応答と任意の製造制約を持つ3次元メタマテリアルを設計できるグラフベースのフレームワークであるGraphMetaMatを提案する。 グラフネットワーク、物理バイアス、強化学習、木探索を統合することで、GraphMetaMatは4桁のスケールと複雑な振る舞いにまたがる応力-ひずみ曲線、および様々な減衰ギャップを持つ粘弾性伝達応答を目標にすることができる。 GraphMetaMatは、電気自動車用の防護具や振動減衰パネル用のクッション材料を作成し、商用材料より優れ、オンデマンド機能を持つ材料の自動設計を可能にする。

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