Методика сочетания многослойной методологии построения полуэмпирической нейронной сети и метода продолжения решения по параметру для идентификации материальных констант ползучести

Abstract

В статье рассматривается задача идентификации характеристик ползучести металлических конструкций в условиях высокотемпературной ползучести на примере растяжения образцов из стали 45 при постоянных напряжении и температуре T = 850 ℃. Задача длительной прочности является актуальной и важной при проектировании сложных конструкций, поскольку ползучесть свойственна большинству известных конструктивных материалов. При этом актуальность решаемой в статье задачи характеризуется тем, что не существует единой теории ползучести. Сложность существуемых уравнений на данный момент создаёт трудности для конструкторов и прочнистов. В данной работе рассматривается обратный метод решения задачи – идентификация параметров (материальных констант), входящих в определяющие соотношения. В работе предложено сочетание многослойной методики построения рекуррентных нейронных сетей и метода продолжения решения по параметру. Такой подход позволяет эффективно использовать быстродействие традиционных численных методов для решения дифференциальных уравнений и гибкость полуэмпирических рекуррентных нейронных сетей для получения приближённого решения рассматриваемой задачи. Метод продолжения решения по параметру оказывается полезным в решении задачи, упрощает процесс построения модели и позволяет элегантно обойти плохую обусловленность поставленной задачи. Предлагаемый в работе параметр эффективен, но требует дополнительных исследований. Сочетание вышеизложенных инструментов для решения задачи сводится к приближению экспериментальных данных путём аппроксимации получаемого решения по методу наименьших квадратов. В работе представлен анализ полученных результатов и сопоставление аналитического решения задачи с проведённым экспериментом и результатами других авторов.