摘要：硬磁软材料因其灵活的可编程性、非接触驱动和快速响应等优点,近年来在软体机器人、生物医疗器件和柔性电子等领域引起了广泛关注.这种多功能复合材料通常是由硬磁性粒子嵌入柔性基质构成,能够在外部磁场激励下产生较大的变形.本文提出一种三维柔性杆模型来定量预测细长形硬磁弹性体的空间大变形行为.模型采用基于中心线的基尔霍夫描述,将三维磁-弹性能量函数简化为一维形式.通过使用共旋坐标公式描述刚体运动,并用显式时间积分进行非线性求解,研究了在不同方向和大小的外加磁场作用下,硬磁弹性体的大变形弯曲、后屈曲和扭转行为.代表性算例分析表明该模型与传统的实体单元相比具有更高的效率和精度(只需要少量单元即可保证1%以内误差).研究结果可用于指导硬磁细长柔性结构可编程形貌的理性设计与调控.

摘要：Spectral and directional control of thermal emission based on excitation of confined electromagnetic resonant modes paves a viable way for the design and construction of microscale thermal emitters/absorbers. In this paper, we present numerical simulation results of the thermal radiative properties of a silicon carbide（Si C） thermal emitter/absorber composed of periodic microstructures. We illustrate different electromagnetic resonant modes which can be excited with the structure,such as surface phonon polaritons, magnetic polaritons and photonic crystal modes, and the process of radiation spectrum optimization based on a non-linear optimization algorithm. We show that the spectral and directional control of thermal emission/absorption can be efficiently achieved by adjusting the geometrical parameters of the structure. Moreover, the optimized spectrum is insensitive to 3% dimension modification.

摘要：本文提出了全面学习和相量粒子群相结合的方法用于解决限定固有频率约束下的空间结构优化问题.通过将相量理论和全面学习策略相结合以提高粒子群算法的效率.在优化的过程中,一个所谓的相角采用了周期正弦和余弦函数给定义速度的关键参数建模使得速度可以从所有粒子前一步的最佳位置中选取.这个方法不但实现了粒子们可以快速学习并且在少量的计算中进行了在作用力和固有频率约束下结构杆件的安全性评估和优化尺寸分布.提出的优化设计方法成功解决了一些工程应用结构的基准设计问题,这证明了本文方法相对于最新元启发方法的准确性和稳定性.