基于弹性力学第一性原理的数据驱动力学建模

作     者：郑勇刚 吴哲同 张涵博 刘振海 叶宏飞 张洪武 ZHENG Yong-gang;WU Zhe-tong;ZHANG Han-bo;LIU Zhen-hai;YE Hong-fei;ZHANG Hong-wu

作者机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室大连116024 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第1期

页      面：73-80页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB4201200) 国家自然科学基金(12072061,12072062,11972108)资助项目 

主　　题：结构力学模型 数据驱动 方程识别 Timoshenko梁 第一性原理 

摘      要：提出了一种基于弹性力学第一性原理的数据驱动力学建模方法,其能够从基于弹性力学方程的数值计算结果建立简洁且能准确捕捉变形机制的力学模型。基于有限元计算得到的高精度数据和无监督数据驱动控制方程识别方法Seq-SVF,从梁的载荷和位移数据中自动识别出了Timoshenko梁形式的弯曲控制微分方程,得到了三种不同加载条件下剪切影响系数关于结构尺寸和力学参数的函数表达式。揭示了经典模型适用的加载条件,同时还给出了一种未发现的新模型。通过将基于弹性力学的第一性原理计算与数据驱动范式相结合,克服了传统建模方法的局限性和对人类经验的强依赖性,为建立简洁的力学模型提供了一种新途径。