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        无论是设计客机的窗户还是发动机的电缆导管，制造商都投入了大量精力来加固开口以实现结构完整性。 但加固很少是完美的，而且经常在其他地方造成结构性弱点。

         现在，普林斯顿大学和佐治亚理工学院的工程师已经开发出一种技术，可以通过从根本上隐藏开口来保持结构完整性，使其免受周围力的影响。 而不是加固开口以保护面对少数选定的力，新方法几乎可以重组任何可能影响周围材料的力，以避免开口。

         在 5 月 5 日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中，研究人员表示，他们在开口周围安装了微结构，这些微结构旨在抵御许多载荷——导致应力、移动或变形的外力。 微观结构的形状和方向经过校准，可承受最具挑战性的载荷面向结构，使设计人员能够同时应对多个应力。

         “想想一个带孔的盘子。 如果你把它放在压力下，如果你拉它，你会得到一个应力集中的地方，板比没有孔时更容易失效，“Emily D 说。 佐治亚理工学院机械工程助理教授 Sanders 是作者之一。 “我们想围绕这个漏洞或缺陷设计一些东西，所以这个漏洞似乎不存在。”

        该书的主要作者、普林斯顿大学玛格丽塔·恩格曼·奥古斯丁（Margareta Engman Augustine）工程学教授格劳西奥·保利诺（Glaucio Paulino）表示，设计师通常会在窗户或隧道等开口处加固结构。 但他表示，通过增加一个方向的结构强度，加固可以通过在不同方向上产生新的应力来引入其他问题。 隐身技术的目标是通过重定向力来保护结构，而不会产生新的或不需要的压力水平。

         研究人员受到树木结节的启发，树结中的微结构似乎将力直接引导到树枝或根等侵入部位并保持结构强度。 研究人员想知道他们是否可以设计结构以在制造材料中做同样的事情。

         Paulino 表示，该技术依赖于两个优化问题，这些问题旨在从一系列选项中选择最佳解决方案。 第一个问题是发现负载这将对对象的结构产生最大的挑战。 这比听起来更具挑战性，因为结构或机器上的负载会随着环境的变化而变化。

         “任何结构都可能具有无限数量的负载。 每次你开车时，负载都不同，风可能会吹向不同的方向，或者温度可能会波动，“Paulino 说。

         研究人员发现，计算结构的最坏情况载荷的 6-10 个会得到最有效的结果。 有了这些信息，他们运行第二个优化问题，以找到在窗户或导管周围创建和部署微结构的最有效方法。

         “作者引入的优化技术代表了一种突破性的方法，可以实现缺陷的不可见性，而不受任何外部施加力的方向的影响，”意大利特伦托大学固体和结构力学教授 Davide Bigoni 说。“这导致了全向伪装，这是一个具有广泛应用的属性。 这些措施包括确保器官组织更换中的机械应力中性，修改结构元件以促进装置在机械或民用基础设施中的通过，以及加强艺术品的修复。

        ：这个想法类似于为隐藏电磁频谱上的物体而开发的隐身技术，例如隐形飞机。 Paulino 解释说，方程式对于固体材料来说，它可能比那些对于电磁学的材料更具挑战性。 但他说，目标是一样的。

         “任何弹性干扰都被斗篷隐藏了，”他说。 “就像它不存在一样。”