柔性微结构材料的等效介电性能分析计算

摘要

在结构材料的电磁性能设计中,对具有特定构型的多孔材料与结构进行尺寸设计和选取不同的材料属性,能够获得最优的电磁性能;同时也可以采用拓扑优化设计方法实现具有特定超常电磁性能的微结构材料.在以上工作基础上,根据设计的具有超常特定弹性性能和热膨胀系数的微结构材料,在机械和热载荷作用下,实现对柔性微结构材料电磁性能的智能控制.首先根据材料体分比及构型建立具有不同负泊松比系数和具有负热膨胀系数的微结构模型,将其作为一种柔顺微机构,并涂覆或填充具有吸波性能的电磁材料,在热力耦合载荷驱动下,计算不同变形状态下的等效介电性能性能,并建立热力耦合载荷与柔性微结构材料等效介电性能间的关系模型;然后以满足宽频透波或吸波等性能要求,开展热力耦合载荷的逆向设计,使多孔材料与结构根据环境温度及载荷的变化,自适应于频带宽度及位置要求,达到对透波或吸波性能的智能控制.研究成果对航空航天领域中智能材料结构的设计具有重要的理论意义和应用价值.