【深度学习新浪潮】AI在材料力学领域的研究进展一览

一、材料力学的研究范畴

材料力学是固体力学的核心分支，聚焦于材料在载荷作用下的变形、失效规律及性能优化，其核心任务是揭示材料的强度、刚度和稳定性机制。具体研究内容包括：

1. 基本力学行为：分析杆、梁、轴等结构在拉伸、压缩、弯曲、扭转等载荷下的应力分布与应变响应。
2. 失效机制：研究裂纹扩展、疲劳破坏、蠕变等导致材料失效的物理过程，例如航空材料中裂纹的不可控扩展对结构安全的威胁。
3. 性能优化：通过材料成分设计、微观结构调控（如多孔介质孔隙分布）实现轻量化与高强度的平衡，例如飞行器减重设计中的多孔金属应用。
4. 多尺度关联：建立从原子级（如位错运动）到宏观结构的跨尺度力学模型，例如通过分子动力学模拟揭示材料成型中的缺陷演化。

材料力学的工程应用覆盖航空航天、土木工程、能源等领域，其核心挑战在于复杂载荷下材料行为的精准预测与主动控制。

二、AI在材料力学领域的核心研究方向与关键问题

AI通过数据驱动与物理建模的深度融合，正在重塑材料力学的研究范式。以下是当前核心方向及待解决的关键问题：

（一）裂纹扩展的预测与控制