An artificial neural network for surrogate modeling of stress fields in viscoplastic polycrystalline materials

Auteurs : Mohammad S. Khorrami, Jaber R. Mianroodi, Nima H. Siboni, Pawan Goyal, Bob Svendsen, Peter Benner, Dierk Raabe

arXiv: 2208.13490v1 - DOI (cond-mat.mtrl-sci)

Résumé : The purpose of this work is the development of an artificial neural network (ANN) for surrogate modeling of the mechanical response of viscoplastic grain microstructures. To this end, a U-Net-based convolutional neural network (CNN) is trained to account for the history dependence of the material behavior. The training data take the form of numerical simulation results for the von Mises stress field under quasi-static tensile loading. The trained CNN (tCNN) can accurately reproduce both the average response as well as the local von Mises stress field. The tCNN calculates the von Mises stress field of grain microstructures not included in the training dataset about 500 times faster than its calculation based on the numerical solution with a spectral solver of the corresponding initial-boundary-value problem. The tCNN is also successfully applied to other types of microstructure morphologies (e.g., matrix-inclusion type topologies) and loading levels not contained in the training dataset.

Soumis à arXiv le 29 Aoû. 2022

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.