This work presents a physics-informed neural network based framework to model the strain-rate and temperature dependence of the deformation fields (displacement, stress, plastic strain) in elastic-viscoplastic solids. A detailed discussion on the construction of the physics-based loss criterion along with a brief outline on ways to avoid unbalanced back-propagated gradients during training is also presented. We also present a simple strategy with no added computational complexity for choosing scalar weights that balance the interplay between different terms in the composite loss. Moreover, we also highlight a fundamental challenge involving selection of appropriate model outputs so that the mechanical problem can be faithfully solved using neural networks. Finally, the effectiveness of the proposed framework is demonstrated by studying two test problems modeling the elastic-viscoplastic deformation in solids at different strain-rates and temperatures, respectively.


翻译:这项工作提出了一个基于物理知识的神经网络框架,以模拟弹性塑料固体变形场(异位、压力、塑料菌株)的压力率和温度依赖性;还详细讨论了基于物理的损失标准的构建,并简要介绍了如何在培训期间避免偏差的反传梯度;我们还提出了一个简单的战略,没有增加计算复杂性,以选择平衡复合损失中不同条件之间相互作用的标度重量;此外,我们还强调了一项基本挑战,即选择适当的模型产出,以便用神经网络忠实地解决机械问题;最后,通过研究分别在不同压力率和温度下模拟固体的弹性和变形的两种试验问题,表明了拟议框架的有效性。

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