用于热力学复合材料多尺度分析的 FE-DMN 方法
计算工程、金融与科学
2021-11-30 v2
摘要
我们将 FE-DMN 方法扩展至复合材料的完全耦合热力学双尺度模拟。具体而言，宏观有限元模型的每个高斯点均配备了一个深度材料网络（DMN）。该 DMN 作为微观尺度上非弹性、非等温组分全场解的高保真代理模型。基于 Chatzigeorgiou 等人 [Int. J. Plast, vol. 81, pp. 18--39, 2016] 的均匀化框架，我们通过将双向热力学耦合（即从宏观到微观以及从微观到宏观的耦合）纳入该框架，将 DMN 框架扩展至热力学复合材料。我们提供了将该方法作为用户材料子程序（UMAT）高效实现的细节。我们在微观尺度上验证了该方法，并表明 DMN 能够高精度预测有效应力、有效耗散以及宏观绝对温度的变化。验证之后，我们在宏观组件尺度上展示了该方法在并发热力学双尺度模拟中的能力。
引用
@article{arxiv.2109.14403,
title = {An FE-DMN method for the multiscale analysis of thermomechanical composites},
author = {Sebastian Gajek and Matti Schneider and Thomas Böhlke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.14403},
year = {2021}
}