微波吸收在隐身技术、电磁兼容等诸多方面发挥着重要作用。在这项工作中，对所提出的层叠元结构(LM)进行拓扑优化，以实现宽带和宽入射角微波吸收。在双向进化优化(BEO)方法中引入了一种新的、高效的遗传算法，即大突变遗传算法(LMGA)，以区别于传统的双向进化结构优化(BESO)方法。该程序集成了图像化电阻膜的拓扑优化和间隔层厚度的尺寸优化。给出了优化后的超表面二维图形。厚度优化范围限制在4mm以下，以减小LM的总厚度。优化制作的样品在2.0 ~ 22.9 GHz范围内的吸收带宽为10dB，总厚度为16.05 mm，面密度为4.19 kg/m2，等效抗弯强度为23.12 MPa。建立了LM弯曲和屈曲的三级非线性模型，实验结果与理论挠曲-载荷曲线吻合较好。该LM实现了宽带微波吸收和有效机械阻力的多功能特性
将BEO-LMGA集成到LM的拓扑设计和结构参数优化中。优化了PRF的图案形式以提高吸收带宽，而厚度优化范围仅为4 mm。优化后的LM实现了2-22.9 GHz的宽带微波吸收，总厚度为16.05 mm，小于10dB。与典型吸波器相比，该吸波器的吸收带宽变宽，但总厚度减小，表明了拓扑优化和尺寸优化方法的有效性。等效抗弯强度为23.12 MPa，大挠度为83.4 mm，面密度为4.19 kg/m2，保持了LM的力学性能。LM从0◦到45◦的广角吸收稳定性进一步揭示了元结构拓扑优化的重要价值。用亚波长光栅散射效应解释了LM内部的电磁传播现象。电磁场被PRF集中，功率流穿透PRF，揭示了拓扑模式导致的特殊场分布。拓扑模式使得微波能量更有效地集中和耗散在PRF上。通过与实验结果的比较，所提出的三阶段非线性模型能够有效地描述LM的弯曲和屈曲。通过拓扑设计实现机电一体化。
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