Physics-informed neural network frameworks for crack simulation based on minimized peridynamic potential energy

周动力 非线性系统 人工神经网络 断裂力学 正规化(语言学) 位移场 固体力学 计算机科学 连续介质力学 趋同(经济学) 机械 应用数学 物理 数学 有限元法 结构工程 工程类 人工智能 量子力学 经济 热力学 经济增长
作者
Luyuan Ning,Zhenwei Cai,Han Dong,Yingzheng Liu,Weizhe Wang
出处
期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering [Elsevier]
卷期号:417: 116430-116430 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.cma.2023.116430
摘要

Physics-informed neural networks (PINNs), which are promising tools for solving nonlinear equations in the absence of labeled data, have been successfully applied for continuum field approximation in fluid mechanics, solid mechanics, thermodynamics, and other scientific and engineering problems. However, it is equally necessary to solve discontinuous problems such as cracking behaviors in structures and materials, which are challenging to describe using partial differential equations in traditional solid mechanics frameworks. In this work, PINNs are established with the constraint of integral–differential equations in bond-based peridynamic to simulate crack initiation and propagation behaviors in quasi-brittle plates. To solve the cracking behaviors, the initial displacements of the plate are determined by minimizing the total potential energy through the optimization of global network parameters. The subsequent displacements during crack initiation or propagation are characterized by transfer learning to accelerate convergence. The simulated crack paths for four cases with or without precracks are consistent with those obtained in existing studies based on experiments or numerical simulations. Moreover, the effects of network regularization and neuron scales on the nonlinear displacement characterization performance are investigated.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
科研路上一匹孤独的完成签到,获得积分10
1秒前
赶路人完成签到,获得积分20
2秒前
KeLiang发布了新的文献求助10
2秒前
王哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
kzhao发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
汀汀完成签到,获得积分10
3秒前
NexusExplorer应助没有逗采纳,获得10
3秒前
无所不能的虫虫完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
江子川完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
林JJ的小可爱完成签到,获得积分10
5秒前
西西发布了新的文献求助10
5秒前
忧伤的鲜花完成签到,获得积分20
7秒前
文艺从彤完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
健忘的学生完成签到,获得积分10
10秒前
它山凡溪寺完成签到 ,获得积分10
11秒前
小蘑菇应助学术蝗虫采纳,获得10
11秒前
11秒前
香蕉觅云应助西西采纳,获得10
13秒前
13秒前
所所应助苹果蜗牛采纳,获得10
14秒前
14秒前
十月发布了新的文献求助10
14秒前
周凡淇发布了新的文献求助10
15秒前
安代桃完成签到,获得积分10
15秒前
刘亚博发布了新的文献求助10
16秒前
慕青应助11采纳,获得10
17秒前
穆紫应助hao采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
凉介完成签到,获得积分10
19秒前
朴素羊发布了新的文献求助10
20秒前
Xwu关闭了Xwu文献求助
20秒前
123发布了新的文献求助10
21秒前
ssdddq完成签到 ,获得积分10
22秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 800
Essentials of thematic analysis 700
A Dissection Guide & Atlas to the Rabbit 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 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 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3124857
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2775196
关于积分的说明 7725657
捐赠科研通 2430668
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1291358
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 622123
版权声明 600328