• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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康正东, 王少喆, 苏步云, 康佳鑫, 邱吉, 树学峰. 基于人工神经网络的金属材料本构模型 在显式有限元中的实现[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0339
引用本文: 康正东, 王少喆, 苏步云, 康佳鑫, 邱吉, 树学峰. 基于人工神经网络的金属材料本构模型 在显式有限元中的实现[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0339
KANG Zhengdong, WANG Shaozhe, SU Buyun, KANG Jiaxin, QIU Ji, SHU Xuefeng. Implementation of Metallic Material Constitutive Models Based on Artificial Neural Networks in Explicit Finite Element Analysis[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0339
Citation: KANG Zhengdong, WANG Shaozhe, SU Buyun, KANG Jiaxin, QIU Ji, SHU Xuefeng. Implementation of Metallic Material Constitutive Models Based on Artificial Neural Networks in Explicit Finite Element Analysis[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0339

基于人工神经网络的金属材料本构模型 在显式有限元中的实现

doi: 10.11883/bzycj-2025-0339
基金项目: 国家自然科学基金(12302477);国家自然科学基金(12272256);

Implementation of Metallic Material Constitutive Models Based on Artificial Neural Networks in Explicit Finite Element Analysis

  • 摘要: 机器学习技术正广泛地应用于材料行为预测,相较于传统数值方法展现出显著优势。本文以 CoCrFeNiMn 高熵合金为研究对象,首先开展了不同温度与应变率下的压缩实验,获得了应力–应变数据;随后基于实验结果建立了修正的 Johnson–Cook 本构模型,并用于有限元仿真生成机器学习训练数据。在此基础上构建人工神经网络(ANN)模型,对材料流动应力进行学习与预测。为实现神经网络在有限元框架中的高效应用,开发了基于 FORTRAN 的自动代码生成工具,将训练完成的 ANN 模型嵌入到 Abaqus/Explicit 计算平台中。结果表明,该方法预测精度高,相对误差低于 1%,且计算效率优于传统本构模型。基于数据驱动的神经网络方法可有效替代传统本构模型在有限元中的应用,为金属材料的数值建模与模拟提供了一条有效路径。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-10-11
  • 网络出版日期:  2026-01-05

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