Modelización de mecanismos de falla dúctiles en barras utilizando redes neuronales artificiales

dc.contributor.advisorSamaniego Alvarado, Esteban Patricio
dc.contributor.authorLeón Iñiguez, Omar Fernando
dc.date.accessioned2023-08-08T15:57:21Z
dc.date.available2023-08-08T15:57:21Z
dc.date.issued2023-08-07
dc.descriptionEl presente trabajo de investigación se centra en la modelización de mecanismos de falla dúctil en una barra unidimensional. El objetivo principal es utilizar métodos basados en Physics-Informed Neural Networks (PINN) y Machine Learning, empleando el enfoque variacional, para modelizar el mecanismo de falla dúctil y la localización de deformaciones. Se desarrollaron dos implementaciones de PINN basadas en el principio variacional, utilizando diferentes ecuaciones de minimización de energía que son equivalentes entre sí. Los resultados obtenidos demuestran que las redes neuronales son capaces de capturar el comportamiento elastoplástico sin la necesidad de herramientas complejas como phasefields. Este enfoque numérico se presenta como una opción prometedora en comparación con métodos alternativos como los elementos finitos, especialmente para problemas de dimensiones superiores, donde otros métodos muestran limitaciones. Esto abre nuevas líneas de investigación en el campo de la modelización de mecanismos de falla en sólidos. Se demostró que estas redes neuronales, aplicadas mediante el principio variacional, ofrecen una precisión suficiente en comparación con las soluciones analíticas. Como recomendación, se sugiere profundizar en la naturaleza de las redes neuronales como método para la resolución de problemas en la mecánica de sólidos, así como implementar redes neuronales en la resolución de problemas en 2D y 3D, lo cual representa una línea de investigación futura.en_US
dc.description.abstractThis research work focuses on modeling mechanisms of ductile failure in a one-dimensional bar. The main objective is to use methods based on Physics-Informed Neural Networks (PINN) and Machine Learning, employing the variational approach, to model the mechanism of ductile failure and deformation localization. Two implementations of PINN have been developed based on the variational principle, using different energy minimization equations that are equivalent to each other. The obtained results demonstrate that neural networks are capable of capturing elastoplastic behavior without the need for complex tools such as phase-fields. This numerical approach presents a promising option compared to alternative methods like finite elements, particularly for problems in higher dimensions where other methods show limitations. This opens up new lines of research in the field of modeling failure mechanisms in solids. It has been shown that these neural networks, applied through the variational principle, offer sufficient accuracy compared to analytical solutions. As a recommendation, it is suggested to further explore the nature of neural networks as a method for problem-solving in solid mechanics, as well as to implement neural networks in solving problems in 2D and 3D, which represents a future line of research.en_US
dc.description.uri0000-0002-8728-491Xen_US
dc.formatapplication/pdfen_US
dc.format.extent82 páginasen_US
dc.identifier.urihttp://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/42605
dc.language.isospaen_US
dc.publisherUniversidad de Cuencaen_US
dc.relation.ispartofTI;1302
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional*
dc.rights.accessRightsopenAccessen_US
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectIngeniería Civilen_US
dc.subjectRedes neuronalesen_US
dc.subjectMecánica de sólidosen_US
dc.subjectElasticidaden_US
dc.subjectFallas en ductosen_US
dc.subject.otherCIUC::Ingenierías::Ingeniería Eléctrica::Semiconductores Eléctricosen_US
dc.titleModelización de mecanismos de falla dúctiles en barras utilizando redes neuronales artificialesen_US
dc.typesubmittedVersionen_US
dcterms.descriptionIngeniero Civilen_US
dcterms.spatialCuenca, Ecuadoren_US

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