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  5. Parametrized polyconvex hyperelasticity with physics-augmented neural networks
 
  • Details
2023
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Parametrized polyconvex hyperelasticity with physics-augmented neural networks

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Hauptpublikation
parametrized-polyconvex-hyperelasticity-with-physics-augmented-neural-networks.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 1.36 MB
TUDa URI
tuda/11240
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-264722
DOI
10.26083/tuprints-00026472
Autor:innen
Klein, Dominik K. ORCID 0000-0002-1722-8330
Roth, Fabian J. ORCID 0009-0005-9492-6668
Valizadeh, Iman ORCID 0000-0002-9939-3603
Weeger, Oliver ORCID 0000-0002-1771-8129
Kurzbeschreibung (Abstract)

In the present work, neural networks are applied to formulate parametrized hyperelastic constitutive models. The models fulfill all common mechanical conditions of hyperelasticity by construction. In particular, partially input convex neural network (pICNN) architectures are applied based on feed-forward neural networks. Receiving two different sets of input arguments, pICNNs are convex in one of them, while for the other, they represent arbitrary relationships which are not necessarily convex. In this way, the model can fulfill convexity conditions stemming from mechanical considerations without being too restrictive on the functional relationship in additional parameters, which may not necessarily be convex. Two different models are introduced, where one can represent arbitrary functional relationships in the additional parameters, while the other is monotonic in the additional parameters. As a first proof of concept, the model is calibrated to data generated with two differently parametrized analytical potentials, whereby three different pICNN architectures are investigated. In all cases, the proposed model shows excellent performance.

Freie Schlagworte

constitutive modeling...

hyperelasticity

parametrized material...

partially input conve...

physicsaugmented neur...

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Cyber-Physische Simulation (CPS)
DDC
000 Allgemeines, Informatik, Informationswissenschaft > 004 Informatik
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Data-Centric Engineering
Startseite
1
Endseite
22
Jahrgang der Zeitschrift
4
ISSN
2632-6736
Verlag
Cambridge University Press
Ort der Erstveröffentlichung
Cambridge
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2023
Verlags-DOI
10.1017/dce.2023.21
PPN
515465119
Artikel-ID
e25

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