Identifying constitutive parameters for complex hyperelastic materials using physics-informed neural networks

超弹性材料 奥格登 人工神经网络 本构方程 材料科学 统计物理学 物理 理论物理学 计算机科学 人工智能 热力学 有限元法
作者
Siyuan Song,Hanxun Jin
出处
期刊:Soft Matter [Royal Society of Chemistry]
卷期号:20 (30): 5915-5926 被引量:39
标识
DOI:10.1039/d4sm00001c
摘要

Identifying constitutive parameters in engineering and biological materials, particularly those with intricate geometries and mechanical behaviors, remains a longstanding challenge. The recent advent of physics-informed neural networks (PINNs) offers promising solutions, but current frameworks are often limited to basic constitutive laws and encounter practical constraints when combined with experimental data. In this paper, we introduce a robust PINN-based framework designed to identify material parameters for soft materials, specifically those exhibiting complex constitutive behaviors, under large deformation in plane stress conditions. Distinctively, our model emphasizes training PINNs with multi-modal synthetic experimental datasets consisting of full-field deformation and loading history, ensuring algorithm robustness even with noisy data. Our results reveal that the PINNs framework can accurately identify constitutive parameters of the incompressible Arruda-Boyce model for samples with intricate geometries, maintaining an error below 5%, even with an experimental noise level of 5%. We believe our framework provides a robust modulus identification approach for complex solids, especially for those with geometrical and constitutive complexity.
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
沐秋完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
兴奋彩虹完成签到,获得积分10
3秒前
LITM完成签到,获得积分10
3秒前
research发布了新的文献求助10
4秒前
Yichen发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
红茶冰可可完成签到 ,获得积分10
5秒前
星辰大海的应助被zxr采纳,获得10
6秒前
6秒前
ichisencha完成签到,获得积分20
6秒前
Michelle913给Michelle913的求助进行了留言
6秒前
英姑的应助被杨子采纳,获得10
7秒前
ding的应助被pancake采纳,获得10
7秒前
myyyyy完成签到,获得积分10
7秒前
可可完成签到,获得积分10
7秒前
爆米花的应助被Ttt采纳,获得10
8秒前
8秒前
dyuguo3发布了新的文献求助10
8秒前
piacerance发布了新的文献求助10
8秒前
hhhhhhh完成签到,获得积分10
9秒前
可可发布了新的文献求助10
10秒前
行则将至完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
快乐代曼完成签到,获得积分10
11秒前
kelly完成签到 ,获得积分10
11秒前
丘比特的应助被单行采纳,获得10
13秒前
13秒前
青木聪聪完成签到,获得积分10
13秒前
木鱼发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
16秒前
16秒前
null的应助被chen测采纳,获得10
16秒前
17秒前
嘎哈完成签到,获得积分10
17秒前
piacerance完成签到,获得积分10
17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
RNA结合蛋白调控丝状真菌次级代谢的分子机制及功能研究 2000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Critical Psychology 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 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 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8145303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9544308
关于积分的说明 21662107
捐赠科研通 7731240
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422644
关于科研通互助平台的介绍 2547723
邀请新用户注册赠送积分活动 2465410