Microstructural Inelastic Fingerprints And Data-Rich Predictions of Plasticity and Damage in Solids

Auteurs : Stefanos Papanikolaou

arXiv: 1905.11289v3 - DOI (physics.app-ph)
10 pages, 8 figures

Résumé : Inelastic mechanical responses in solids, such as plasticity, damage and crack initiation, are typically modeled in constitutive ways that display microstructural and loading dependence. Nevertheless, {linear} elasticity at infinitesimal deformations is used for microstructural properties. We demonstrate a framework that builds on sequences of microstructural images to develop fingerprints of inelastic tendencies, and then use them for data-rich predictions of mechanical responses up to failure. In analogy to common fingerprints, we show that these two-dimensional instability-precursor signatures may be used to reconstruct the full mechanical response of unknown sample microstructures; this feat is achieved by reconstructing appropriate average behaviors with the assistance of a deep convolutional neural network that is fine-tuned for image recognition. We demonstrate basic aspects of microstructural fingerprinting in a toy model of dislocation plasticity and then, we illustrate the method's scalability and robustness in phase field simulations of model binary alloys under mode-I fracture loading.

Soumis à arXiv le 27 Mai. 2019

Explorez l'arbre d'article

Cliquez sur les nœuds de l'arborescence pour être redirigé vers un article donné et accéder à leurs résumés et assistant virtuel

Accédez également à nos Résumés, ou posez des questions sur cet article à notre Assistant IA.

Recherchez des articles similaires (en version bêta)

En cliquant sur le bouton ci-dessus, notre algorithme analysera tous les articles de notre base de données pour trouver le plus proche en fonction du contenu des articles complets et pas seulement des métadonnées. Veuillez noter que cela ne fonctionne que pour les articles pour lesquels nous avons généré des résumés et que vous pouvez le réexécuter de temps en temps pour obtenir un résultat plus précis pendant que notre base de données s'agrandit.