频域中无模型的数据驱动粘弹性方法
材料科学
2023-07-19 v1 计算物理
摘要
我们开发了一种数据驱动框架，用于直接根据动态测试材料数据（包括来自动态机械分析（DMA）、纳米压痕、动态剪切测试（DST）和磁共振弹性成像（MRE）的数据）模拟粘弹性固体中的波传播，无需回归或材料建模。该问题在频域中表述，求解方法寻求在兼容性和平衡意义上最小化物理容许的应力与应变历史与材料数据之间的距离。我们通过其傅里叶变换的平坦范数来度量历史空间，这使得可以考虑诸如调和函数之类的无限波列。平坦范数的另一个显著优势是它允许从邻近频率的数据推断系统在一个频率下的响应。我们通过两个测试用例演示并验证了该方法：一个由 DMA 数据表征的聚合物桁架结构和一个由 MRE 数据表征的 3D 软凝胶样品。这些示例展示了数据驱动方案在传统商业代码内易于实现及其稳健的收敛特性，无论对于求解器还是数据皆是如此。
引用
@article{arxiv.2205.06674,
title = {Model-Free Data-Driven Viscoelasticity in the Frequency Domain},
author = {Hossein Salahshoor and Michael Ortiz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.06674},
year = {2023}
}