Modeling structure-property relationships with convolutional neural networks: Yield surface prediction based on microstructure images

卷积神经网络 材料科学 微观结构 微观力学 人工智能 屈服面 像素 均质化(气候) 生物系统 编码 人工神经网络 编码器 计算机科学 算法 模式识别(心理学) 复合材料 结构工程 有限元法 本构方程 化学 操作系统 生物多样性 工程类 复合数 基因 生物 生物化学 生态学
作者
Julian N. Heidenreich,Maysam B. Gorji,Dirk Mohr
出处
期刊:International Journal of Plasticity [Elsevier BV]
卷期号:163: 103506-103506 被引量:23
标识
DOI:10.1016/j.ijplas.2022.103506
摘要

The use of micromechanics in conjunction with homogenization theory allows for the prediction of the effective mechanical properties of materials based on microstructural information. The geometrical features of microstructures are often summarized in the form of a multi-dimensional image that may contain information such as grain morphology and grain orientations. Here, an attempt is made to encode microstructural information contained in images through convolutional neural networks (CNN). In particular, we pose the problem of predicting the yield surfaces of porous media based on images of their unit cell. It is shown that an encoder composed of two parallel CNN strands is able to reduce the geometrical information stored in 100 × 100 pixel images of perforated microstructures to ten characteristic features. Furthermore, a fully-connected neural network model with multiplicative layers is introduced to predict the effective yield surfaces based on the encoded geometrical information. The result is a computationally-efficient CNN-FCNN model that is able to replicate the effective yield surface predictions of a detailed FE-based unit cell model. Based on this successful proof of concept, it may be envisioned to train CNNs based on the results from crystal plasticity models as well as experimental data on real materials to obtain structure-property models for the design of optimization of polycrystalline materials.
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
刚刚
刚刚
安全123完成签到,获得积分20
2秒前
李嘉图的栗子完成签到,获得积分10
3秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
地表飞猪应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
彭于晏应助chen采纳,获得10
3秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
SYLH应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
4秒前
赘婿应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
田様应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
昏睡的蟠桃应助科研通管家采纳,获得200
4秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
如云发布了新的文献求助10
7秒前
angela给angela的求助进行了留言
7秒前
7秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576306
关于积分的说明 11375198
捐赠科研通 3306108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819379
邀请新用户注册赠送积分活动 892698
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815066