Аналіз вхідних параметрів штучної нейронної мережі у прогнозуванні довговічності за багатоосьового навантажування
DOI:
https://doi.org/10.20535/.2024.XXIV.315916Ключові слова:
багатоосьова втома; критична площина; прогнозування довговічності; машинне навчання; штучні нейронні мережіАнотація
Дослідження присвячене оптимізації вхідних параметрів штучних нейронних мереж для прогнозування втомної довговічності в умовах багатоосьового навантажування. Усталені методи прогнозування втомної довговічності часто не забезпечують необхідної точності, особливо за умов складного багатоосьового навантажування. У зв’язку з цим актуальним є дослідження нових підходів, заснованих на методах машинного навчання, зокрема, із використанням штучних нейронних мереж. В роботі проаналізовано 30 різних параметрів, які, зазвичай, застосовуються в моделях багатоосьової втоми, шляхом включення їх до штучної нейронної мережі в якості вхідних параметрів. Застосування методу SHapley Additive exPlanations дозволило відсіяти нерелевантні параметри і залишити тільки 10 найбільш впливових, таких як коефіцієнти рівняння Коффіна-Менсона та параметри критичної площини. Отримана модель продемонструвала кращу передбачувальну здатність порівняно з поширеними моделями багатоосьової втоми, зокрема, моделі Фатемі–Сосі.
Посилання
Karolczuk, Aleksander, and Marek Słoński. "Application of the Gaussian process for fatigue life prediction under multiaxial loading." Mechanical Systems and Signal Processing 167 (2022): 108599.
Savchuk, Y., and S. Shukayev. "Comparison of Critical Plane Models for Multiaxial Fatigue Life Prediction". Mechanics and Advanced Technologies, vol. 7, no. 3 (99) (2023): 279-293.
Chen, Jie, and Yongming Liu. "Fatigue modeling using neural networks: A comprehensive review." Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures 45.4 (2022): 945-979.
Pan, Rui, et al. "A new approach to multiaxial fatigue life prediction: A multi-dimensional multi-scale composite neural network with multi-depth." Engineering Fracture Mechanics 310 (2024): 110501.
Fatemi, Ali, and Darrell F. Socie. "A critical plane approach to multiaxial fatigue damage including out‐of‐phase loading." Fatigue & Fracture of Engineering materials & structures 11.3 (1988): 149-165.
Yakovchuk, P. V., E. V. Savchuk, and S. M. Shukayev. "Critical Plane Approach-Based Fatigue Life Prediction for Multiaxial Loading: A New Model and its Verification." Strength of Materials 56.2 (2024): 281-291.
Scott, M., and Lee Su-In. "A unified approach to interpreting model predictions." Advances in neural information processing systems 30 (2017): 4765-4774.
Zhang, Peng, et al. "Neural network integrated with symbolic regression for multiaxial fatigue life prediction." International Journal of Fatigue 188 (2024): 108535.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Павло Яковчук, Віктор Кравченко, Сергій Шукаєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
