Woven fabrics have multiple structural, aesthetic, and medical applications that require knowledge of their mechanical properties. While isolated fiber properties are easily determined, bulk properties of woven material, which can be coated or locally reinforced, require knowledge of yarn density, weave style, and other characteristics that are difficult to obtain experimentally. Additionally, fiber rearrangement, twist, yarn contact, and fiber-direction coupling result in non-linear mechanical responses. As a result, there is no universal material model for woven materials, and each fabric requires a specific model and parameter calibration. Recently, methods to simultaneously discover material models and their parameters from experimental or synthetic datasets have been proposed. Here, we use automated model discovery to simultaneously extract the material model and its parameters from biaxial test data of a TPU-coated woven nylon fabric. We show that Constitutive Artificial Neural Networks discover a sparse three-term hyperelastic material law with one isotropic and two anisotropic contributions, reproducing the measured biaxial response with a mean $R^2=0.97$. Across 20 initializations, predictive accuracy remains robust despite variations in the exact sparse representation, consistent with strong correlations between several candidate terms. LARS-LASSO independently recovers the same dominant constitutive contributions at approximately 100-fold lower computational cost. These results are directly applicable to numerical finite-element models of fabric-based structures, including soft robotic devices. More broadly, these results provide a foundation for further model discovery, improved constitutive modeling, and mechanistically informed optimization of woven fabric structures.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
【Manning新书】MLOps工程规模化,344页pdf
专知
24+阅读 · 2022年5月4日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《美空军2026条令文件:对海压制作战》
专知会员服务
20+阅读 · 11月9日
人工智能与战争的未来
专知会员服务
8+阅读 · 11月8日
《Agent Mosaic:识别智能体LLM系统中的机密泄露》
专知会员服务
10+阅读 · 11月8日
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
专知会员服务
11+阅读 · 11月6日
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
9+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
6+阅读 · 11月6日
相关VIP内容
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员