A statistical perspective for predicting the strength of metals: Revisiting the Hall–Petch relationship using machine learning

材料科学 微观结构 微晶 随机性 粒度 概率逻辑 流动应力 压力(语言学) 背景(考古学) 机器学习 人工智能 冶金 计算机科学 统计 数学 古生物学 语言学 哲学 生物
作者
Yejun Gu,Christopher D. Stiles,Jaafar A. El‐Awady
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:266: 119631-119631 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2023.119631
摘要

The mechanical properties of a material are intimately related to its microstructure. This is particularly important for predicting mechanical behavior of polycrystalline metals, where microstructural variations dictate the expected material strength. Until now, the lack of microstructural variability in available datasets precluded the development of robust physics-based theoretical models that account for randomness of microstructures. To address this, we have developed a probabilistic machine learning framework to predict the flow stress as a function of variations in the microstructural features. In this framework, we first generated an extensive database of flow stress for a set of over a million randomly sampled microstructural features, and then applied a combination of mixture models and neural networks on the generated database to quantify the flow stress distribution and the relative importance of microstructural features. The results show excellent agreement with experiments and demonstrate that across a wide range of grain size, the conventional Hall–Petch relationship is statistically valid for correlating the strength to the average grain size and its comparative importance versus other microstructural features. This work demonstrates the power of the machine-learning based probabilistic approach for predicting polycrystalline strength, directly accounting for microstructural variations, resulting in a tool to guide the design of polycrystalline metallic materials with superior strength, and a method for overcoming sparse data limitations.
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
kent发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
burn完成签到,获得积分10
6秒前
外向Roxane发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
卿亦佳人完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
11秒前
无私的丹完成签到,获得积分10
11秒前
wang完成签到,获得积分10
12秒前
GALN完成签到 ,获得积分10
12秒前
danielkevin完成签到,获得积分10
12秒前
CSN完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
lucky发布了新的文献求助10
14秒前
Charlie完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
张欢馨应助小白板采纳,获得10
18秒前
期末不挂发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
无花果应助陌上花开采纳,获得10
19秒前
CodeCraft应助天梦星玄采纳,获得10
21秒前
23秒前
lucky发布了新的文献求助10
23秒前
kent发布了新的文献求助10
23秒前
青苹果蛋子完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
蓝调芋泥发布了新的文献求助10
24秒前
竹叶青完成签到,获得积分10
24秒前
李健的粉丝团团长应助l林采纳,获得10
25秒前
狮子清明尊完成签到,获得积分10
27秒前
10发布了新的文献求助10
27秒前
无头骑士完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
29秒前
29秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Health and Wellbeing for Babies and Children 800
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 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7546016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9129508
关于积分的说明 19504262
捐赠科研通 7140386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3259025
关于科研通互助平台的介绍 2426306
邀请新用户注册赠送积分活动 2247443