Predicting stress, strain and deformation fields in materials and structures with graph neural networks

计算机科学 人工神经网络 非线性系统 人工智能 图形 格子(音乐) 理论计算机科学 物理 声学 量子力学
作者
M Maurizi,Chao Gao,Filippo Berto
出处
期刊:Scientific Reports [Nature Portfolio]
卷期号:12 (1) 被引量:71
标识
DOI:10.1038/s41598-022-26424-3
摘要

Abstract Developing accurate yet fast computational tools to simulate complex physical phenomena is a long-standing problem. Recent advances in machine learning have revolutionized the way simulations are approached, shifting from a purely physics- to AI-based paradigm. Although impressive achievements have been reached, efficiently predicting complex physical phenomena in materials and structures remains a challenge. Here, we present an AI-based general framework, implemented through graph neural networks, able to learn complex mechanical behavior of materials from a few hundreds data. Harnessing the natural mesh-to-graph mapping, our deep learning model predicts deformation, stress, and strain fields in various material systems, like fiber and stratified composites, and lattice metamaterials. The model can capture complex nonlinear phenomena, from plasticity to buckling instability, seemingly learning physical relationships between the predicted physical fields. Owing to its flexibility, this graph-based framework aims at connecting materials’ microstructure, base materials’ properties, and boundary conditions to a physical response, opening new avenues towards graph-AI-based surrogate modeling.
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
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
夏时安完成签到 ,获得积分10
10秒前
李健的小迷弟应助程清棠采纳,获得10
12秒前
12秒前
云飞扬完成签到 ,获得积分10
18秒前
观澜完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
温衡完成签到 ,获得积分10
28秒前
程清棠发布了新的文献求助10
29秒前
绘空事完成签到,获得积分10
32秒前
leilei完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
羽化成仙完成签到 ,获得积分10
40秒前
取名叫做利完成签到 ,获得积分10
42秒前
Language完成签到,获得积分10
45秒前
CY完成签到,获得积分10
47秒前
打打应助刘豆采纳,获得40
48秒前
害羞孤风完成签到 ,获得积分10
50秒前
54秒前
登浩杨完成签到 ,获得积分10
54秒前
青黛完成签到 ,获得积分10
55秒前
旋转门完成签到,获得积分10
1分钟前
二货哈士奇应助旋转门采纳,获得30
1分钟前
lizishu应助旋转门采纳,获得30
1分钟前
飞龙在天完成签到,获得积分0
1分钟前
成就小蜜蜂完成签到 ,获得积分10
1分钟前
活泼惜蕊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我要看文献完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
刘豆发布了新的文献求助40
1分钟前
samera发布了新的文献求助10
1分钟前
ainiyiwannian完成签到,获得积分10
1分钟前
isedu完成签到,获得积分0
1分钟前
1分钟前
是小豆子呀完成签到,获得积分10
2分钟前
阿俊1212完成签到 ,获得积分10
2分钟前
BuSihan完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
暖暖完成签到 ,获得积分10
2分钟前
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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 630
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7376500
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8984238
关于积分的说明 19101646
捐赠科研通 7017161
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3225985
关于科研通互助平台的介绍 2389427
邀请新用户注册赠送积分活动 2206631