Machine learning-based inverse design of auxetic metamaterial with zero Poisson's ratio

辅助 泊松比 泊松分布 超材料 反向 材料科学 有限元法 拓扑优化 微观结构 人工神经网络 计算机科学 拓扑(电路) 算法 人工智能 结构工程 数学 几何学 复合材料 统计 工程类 光电子学 组合数学
作者
Yafeng Chang,Hui Wang,Qinxi Dong
出处
期刊:Materials today communications [Elsevier BV]
卷期号:30: 103186-103186 被引量:48
标识
DOI:10.1016/j.mtcomm.2022.103186
摘要

The inverse design from property to microstructure is more urgent in practical engineering than the regular design from microstructure to property. In this paper, a data-driven machine learning (ML) model based on the combination of artificial back-propagation neural network (BPNN) and genetic algorithm (GA) is developed for designing auxetic metamaterial with specific Poisson's ratio, i.e. zero Poisson’s ratio. Different to topology optimization, the ML model can optimize auxetic metamaterials with higher computational efficiency, lower requirement of deep knowledge of mathematics and physical model. In the ML model, the data set prepared by solving a large number of regular design problems using finite element simulation are used to train the BPNN to establish the underlying mapping relationships from the microstructure parameters to the Poisson’s ratio, and through which the GA optimization is conducted to globally seek optimal solution of the microstructure parameters related to the specific Poisson’s ratio. The effectiveness of the ML model is demonstrated by comparing to the tensile experiment and the finite element simulation of the structure designed with the given prediction. The results show the ML-based method offers an efficient pathway to design the microstructure of auxetic metamaterials with arbitrary specific Poisson’s ratio.
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
Orange应助帅气的涵双采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
Shay发布了新的文献求助10
1秒前
FashionBoy应助害羞的振家采纳,获得10
1秒前
蛐蛐完成签到,获得积分10
1秒前
jin发布了新的文献求助10
1秒前
失眠太阳完成签到,获得积分10
1秒前
楚眠完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
安详曼冬完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
江子发布了新的文献求助10
3秒前
李小白发布了新的文献求助10
3秒前
SciGPT应助adkins采纳,获得10
4秒前
慕青应助十五亿采纳,获得10
4秒前
4秒前
小一完成签到,获得积分10
4秒前
耳朵暴富富完成签到,获得积分10
4秒前
Zhangqiang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
东山道友完成签到 ,获得积分10
5秒前
无花果应助Shay采纳,获得10
5秒前
斯文败类应助无私的以云采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
权_888发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
liushuai364发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
小芒果发布了新的文献求助10
7秒前
华仔应助爱学习的耗汁采纳,获得10
7秒前
dablack发布了新的文献求助10
7秒前
吉尔吉斯斯坦完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
Chopin发布了新的文献求助10
8秒前
阿撕匹林发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6641800
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8398782
关于积分的说明 17959599
捐赠科研通 5830384
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2968342
邀请新用户注册赠送积分活动 1943274
关于科研通互助平台的介绍 1859855