Deep Learning Approach for Predicting Stress Fields in Composites With Diverse Fiber Volume Fractions

材料科学 复合材料 纤维 体积热力学 压力(语言学) 体积分数 热力学 语言学 物理 哲学
作者
Qin Yao,Xiang Peng,Weiqiang Jia,Xin Liu,Jiquan Li,Shaofei Jiang
出处
期刊:Polymer Composites [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/pc.30048
摘要

ABSTRACT Predicting the full‐field stress distribution has important significance in analyzing mechanical characteristics of composite materials. Numerical calculations of stress field distribution using finite element analysis (FEA) can call for significant computational effort for microscale geometries. To address this challenge, this paper demonstrates a deep learning (DL) framework for predicting local stress distributions in fiber‐reinforced composites with diverse fiber volume fractions. An adaptive generation algorithm of representative volume element (RVE) microstructures is developed for constructing stochastic RVE with diverse fiber volume fractions, and the corresponding von Mises stress distribution is calculated using the FEA method. The U‐Net framework is developed, whose weights are trained based on the samples with fiber volume fractions of 30%, 40%, and 50%. Then the weights of the DL model are updated based on additional little samples with random fiber volume fractions between 30% and 50%. The structural similarity index (SSIM) and peak signal‐to‐noise ratio (PSNR) are used for qualifying the accuracy of predicted stress field distributions. The predicted results for a series of microscale geometries show that the mean SSIM values for stress field prediction for diverse fiber volume fractions are up to 98.04%, which can illustrate that the proposed DL model can predict the stress field distribution with diverse fiber volume fractions successfully.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
鹏飞九霄完成签到,获得积分10
1秒前
HH完成签到,获得积分10
1秒前
Snow完成签到 ,获得积分10
1秒前
777完成签到,获得积分10
2秒前
,。应助崔鑫采纳,获得20
2秒前
uil发布了新的文献求助10
2秒前
小二郎应助cc采纳,获得10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
沙糖桔完成签到,获得积分10
10秒前
Dante完成签到,获得积分10
10秒前
无尘完成签到 ,获得积分10
10秒前
绝活中投完成签到 ,获得积分10
12秒前
15秒前
15秒前
虚幻的涵柏完成签到,获得积分10
16秒前
19秒前
liu完成签到,获得积分10
20秒前
666完成签到 ,获得积分20
20秒前
酷波er应助Hysen_L采纳,获得10
20秒前
cc发布了新的文献求助10
21秒前
hhh完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
马慧娜完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得50
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
star应助科研通管家采纳,获得50
25秒前
25秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
25秒前
周周完成签到 ,获得积分10
25秒前
怪杰完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得30
26秒前
默默懿轩完成签到,获得积分10
26秒前
cherie应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
shutiao应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
Handbook of Milkfat Fractionation Technology and Application, by Kerry E. Kaylegian and Robert C. Lindsay, AOCS Press, 1995 1000
Nach dem Geist? 500
The Affinity Designer Manual - Version 2: A Step-by-Step Beginner's Guide 500
Affinity Designer Essentials: A Complete Guide to Vector Art: Your Ultimate Handbook for High-Quality Vector Graphics 500
Optimisation de cristallisation en solution de deux composés organiques en vue de leur purification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5044838
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4274315
关于积分的说明 13323674
捐赠科研通 4088088
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2236731
邀请新用户注册赠送积分活动 1244114
关于科研通互助平台的介绍 1172128