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基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法及其系统技术方案

技术编号:45408023 阅读:18 留言:0更新日期:2025-05-30 18:03
本发明专利技术公开了一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,包括:收集不同结构在各种载荷工况下应力分析的数据,对数据进行归一化,将所有数据映射至特定区间;构建神经网络结构,通过实验对比不同结构模型性能来确定最优配置;确定与最大应力强度相关的控制方程,将控制方程转化为残差形式;构建数据拟合项和物理信息约束项,定义损失函数为两项之和,数据拟合项采用均方误差MSE计算,物理信息约束项基于控制方程残差;使用数学优化算法对损失函数进行优化,预测复合材料的最大应力强度值。本发明专利技术精确地模拟不同结构在各种载荷工况下的应力分析数据,以提高预测的准确性与效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算力学与人工智能交叉,尤其涉及一种基于物理信息神经网络pinns的最大应力强度预测方法及其系统。


技术介绍

1、在工程领域,精确预测材料和结构在不同工况下的最大应力强度至关重要。传统基于数值计算方法(如有限元法)虽然广泛应用,但存在局限性。需精细网格划分,计算成本也随着问题复杂度急剧上升,对复杂几何形状和非线性问题处理效率较低。同时,传统神经网络用于应力强度预测时,因未融入物理知识,需要大量的样本训练,模型可解释性差,泛化能力有限。确定合适的神经网络结构不易,简单的结构难以学习复杂的物理关系,复杂结构易过拟合,从而影响模型的性能与效率。在将物理信息准确融入模型时较困难,转化约束形式以及与训练的结合存在着挑战,若融入不当,模型预测结果则缺乏物理可解释性。在训练过程中计算量大、收敛慢,容易出现梯度问题,导致训练的不稳定性,并且也会增加开发成本,影响模型的最终性能和效率。

2、综上所述,材料在复杂边界条件和载荷条件下的应力分布复杂,传统计算方法容易使预测结果偏离实际,从而影响工程安全与经济。研究物理信息神经网络在不同材料条件下最大应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤1中,所述数据,包括几何尺寸、材料参数、施加的载荷大小和方向及模拟到的最大应力强度值。

3.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤2具体包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,所述应力边界条件:

5.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特...

【技术特征摘要】

1.一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤1中,所述数据,包括几何尺寸、材料参数、施加的载荷大小和方向及模拟到的最大应力强度值。

3.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤2具体包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,所述应力边界条件:

5.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤3具体包括如下步骤:

6.根据权利要求1所述的一种基于物理信息神经网络的最大应力强度预测方法,其特征在于,步骤4中,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴桐徐丽鑫马楠余跃
申请(专利权)人:南通大学
类型:发明
国别省市:

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