随着第四次科技/工业革命大爆发,人类开始进入数智时代,数字化和智能化融入人类生产、生活方方面面。空天装备换代升级,性能极限化、环境极端化、决策智能化,对空天装备设计、分析、制造提出了前所未有的挑战。结构是实现空天装备性能的基础,设计是手段、制造是途径,数智力学涉及数和智的融合,探索物理空间、信息空间、认知空间相互作用规律,将为空天装备智能设计、智能分析与智能制造一体化提供创新解决方案。我们研究团队围绕空天装备智能设计、分析、制造开展五方面研究:(1)先进材料和结构失效分析与强韧化:建立了多时空尺度耦合的材料、结构失效分析方法,实现了对极端环境下材料失效行为的精准预测与控制。(2)材料到结构智能设计:融合机器学习与多尺度分析方法,构建了从材料到结构一体化智能化设计平台,实现了从材料组分、微观结构到宏观性能的跨尺度智能优化,为空天装备轻量化设计提供了有力工具。(3)航天航空结构多层级分析与设计:揭示了空天结构多层级失效机理及多层级结构-性能传递关系,发展AI辅助结构强度智能设计方法,显著提升了航空航天结构设计和分析效率。(4)AI驱动的多尺度多场耦合理论建模与计算:针对空天装备服役中的结构-热-电-磁多物理场耦合问题,建立了高精度计算模型和智能分析方法,实现了复杂环境下材料性能的准确预测和优化。(5)多功能轻量化结构功能一体化设计与制造:开发了面向空天极端环境的高性能结构智能优化算法与增材制造集成技术,实现了结构-功能一体化设计与制造过程的数字孪生与智能控制。





