第二十五期“上海交通大学大学生创新实践计划”项目
基于深度学习和细观力学的颗粒材料宏观变形响应研究
创新训练项目
工学
土木类
创意类
船舶海洋与建筑工程学院
高歌
指导教师
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主持 上海市2021年度“科技创新行动计划”扬帆计划
主持 国家自然科学基金青年基金项目 2022至2024
主持 上海交通大学“双一流”建设项目人才科研启动基金2021至2024
愿意依托科研经费支持学生们的PRP项目,欢迎学生们咨询
颗粒材料广泛存在于各类自然环境和工程活动中, 人类几乎所有的基础设施都建造于岩土材料这类典型的颗粒材料上, 理解和预测此类材料在外载作用下的力学响应具有重要的意义。在外载荷作用下, 颗粒材料主要通过颗粒之间的接触力来传递和平衡外力, 内部常常形成高度复杂的力链网络结构(非均匀性)。 这种力链网络的稳定性来源于颗粒间的摩擦强度和形状引起的互锁效应, 宏观上体现出颗粒材料的抗剪强度和刚度随着压应力的增加而增大。除此以外, 颗粒材料的力学响应还和应力路径, 材料初始各向异性等因素相关. 这些复杂的特性使得预测颗粒材料的应力?应变关系成为一个极具挑战的科学问题。
首先本项目拟将所有与本构响应相关的重要变量包含到从应变到应力的预测中, 变量间的映射关系通过时序的深度学习模型来描述。采用离散元常规三轴以及真三轴数值试验生成颗粒材料应力?应变数据用于训练, 验证和测试本文提出的深度学习模型。