超越初始屈服。
用安定力学刻画弹塑性结构在变载与重复载荷下的安全承载域。
Structural mechanics · Optimization · Physics-informed AI
Songhua Huang 黄松华
让结构以更少材料，承担更多可能。
我的研究关注结构如何在复杂变载作用下保持安全，同时减少材料使用。我将安定力学、拓扑优化与物理信息人工智能相结合，把非线性结构行为转化为可应用的设计方法。
让构型追随强度。
拓扑优化围绕真实承载能力重新分配材料，而不只遵循传统弹性准则。
让力学学会学习。
把平衡、屈服与残余应力直接嵌入物理信息神经网络与智能设计。
进入研究↓
研究主张
从载荷走向构型，
从力学走向智能。
我跨越结构力学、数值优化与物理信息学习，让轻量化设计更安全、更清晰，也更接近真实工程。
20+学术论文
11第一作者论文
3核心研究方向
4主讲课程
代表性研究
三个研究场景，一条连续研究链。
01
面向强度的设计
突破弹性极限的拓扑优化
构建基于梯度的安定拓扑优化框架，以安定总应力而非单一弹性应力重新定义结构中的有效材料。
50%算例设计中的减重比例
02
力学 × 人工智能
从物理规律中学习结构强度
将平衡方程、屈服条件与残余应力关系直接嵌入学习过程，实现更高效的结构强度评估。
PINN将力学规律嵌入学习目标
03
多尺度结构
更轻的卫星结构，更优的频响性能
采用非均匀点阵填充拓扑优化后的纳卫星结构，将整体构型与局部材料分布协同设计。
+1.19%减重 0.42 kg 后的一阶频率提升
研究体系
以力学为基础，以设计为结果。
结构安定力学
研究弹塑性结构在变载与重复载荷下的安全承载域，突破初始屈服准则，并避免对完整加载历程的逐步追踪。
结构拓扑优化
将安定强度嵌入结构优化，在材料效率、刚度与真实承载能力之间建立可量化的平衡。
物理信息人工智能
利用物理信息神经网络与生成模型加速强度评估，并探索更优的轻量化设计方案。
代表性论文
让方法成为证据。
010203040506
Topology Optimization of Elastoplastic Structure Based on Shakedown Strength
Songhua Huang, Lele Zhang, Geng Chen, Yugong Xu, Min Chen, Zhiyuan Liu, Eng Gee Lim
Topological Design of a Nanosatellite Structure with Optimal Frequency Responses Filled by Non-Uniform Lattices
Cunyi Wang, Bin Zhang, Songhua Huang, Weiyuan Dou, Shengzhen Xin, Jiayong Yan
Physics Informed Deep Neural Networks for Strength Evaluation Based on Shakedown Analysis
Songhua Huang, Min Chen, Eng Gee Lim, Zhiyuan Liu
Generative Adversarial Networks Guided Lightweight Design Based on Shakedown Strength Constraint
Songhua Huang, Lele Zhang, Min Chen, Zhiyuan Liu, Eng Gee Lim
A Shakedown Strength Based Parametric Optimization Technique and Its Application on an Airtight Module
Songhua Huang, Yugong Xu, Lele Zhang, Geng Chen, Feng Liu
A Numerical Shakedown Analysis Method for Strength Evaluation Coupling with Kinematical Hardening Based on Two-Surface Model
Songhua Huang, Yugong Xu, Geng Chen, Lele Zhang, Alexander Bezold, Fang Qin
科研项目
下一个问题，已经开始进行。
2025–2027
基于物理信息神经网络的拓扑优化与结构安定性评估
江苏省高等学校基础科学研究项目 · 主持
2025–2029
基于物理信息神经网络的拓扑优化设计及安定强度表征
无锡太湖学院科研启动项目 · 主持
2023–2024
生成对抗网络引导下基于安定强度约束的结构轻量化设计
中国博士后科学基金境外学术交流项目 · 主持
学术交流
研究，也在交流中继续向前。
我在国际力学会议上汇报研究，也持续参加结构力学、先进制造、交通运载与复合材料等领域的学术论坛。
01
会议报告
在国际力学会议上的口头报告、墙报交流与线上汇报。
02
学术共同体
与先进制造、交通运载、固体力学及复合材料等领域同行持续交流。
人才培养
力学，是理解世界的一种方式。
我希望学生能够在物理直觉、数学模型、数值工具与工程判断之间自由转换。
机械原理
Theory of Machines and Mechanisms
理论力学
Theoretical Mechanics
材料力学
Mechanics of Materials
有限元综合实训
Finite Element Analysis Practice
