Arquitectura de redes neuronales para el estudio de localización de deformaciones en una barra unidimensional mediante cinemática de discontinuidades débiles

dc.contributor.advisorVázquez Patiño, Angel Oswaldo
dc.contributor.authorRivera Minchala, Victor Emilio
dc.date.accessioned2024-09-20T12:45:31Z
dc.date.available2024-09-20T12:45:31Z
dc.date.issued2024-09-17
dc.descriptionEste trabajo utiliza modelos de PINNs para resolver el problema de la localización de deformaciones en una barra unidimensional con ablandamiento mediante su formulación variacional. La energía del sólido se incorpora en la función de pérdida como un problema de optimización. Por su parte, la cinemática del problema se representa mediante dos arquitecturas de red neuronal exploradas que se denominan ReLU PINN y Descomposición Cinemática. La localización de deformaciones se representa mediante la cinemática de discontinuidades débiles. La arquitectura Descomposición Cinemática aproxima el campo de desplazamientos como la suma de una parte regular y de un salto. Por otra parte, la arquitectura ReLU PINN se utiliza para aproximar la parte regular del campo de los desplazamientos. Los resultados demostraron que la arquitectura Descomposición Cinemática permite el aprendizaje automático de la ubicación de la banda de localización durante el entrenamiento, siendo este el principal aporte distintivo de este trabajo. Así, la posición del salto no necesita ser exactamente prescrita, sino que requiere de la definición de una perturbación que delimite la región de formación de la banda, lograda en este trabajo al considerar una barra con área variable. Otro parámetro que identifica la magnitud del salto es también aprendido adecuadamente durante el entrenamiento. Por otra parte, la arquitectura ReLU PINN proporciona un espacio de aproximación que permite representar con suficiente precisión la parte regular del desplazamiento. Se sugiere para investigaciones futuras la exploración de estas arquitecturas en la resolución de problemas de localización en dos o más dimensiones.en_US
dc.description.abstractThis work utilizes PINN models to solve the problem of strain localization in a one-dimensional bar with softening through its variational formulation. The solid's energy is incorporated into the loss function as an optimization problem. Two explored neural network architectures represent the problem's kinematics termed ReLU PINN and Kinematic Decomposition. Strain Localization is represented through weak discontinuity kinematics. The Kinematic Decomposition architecture approximates the displacement field as the sum of a regular part and a jump. On the other hand, the ReLU PINN architecture is used to approximate the regular part of the displacement field. The results demonstrate that the Kinematic Decomposition architecture allows for automatic learning of the localization band's location during training, which is the main distinctive contribution of this work. Thus, the jump's position does not need to be exactly prescribed but requires defining a perturbation delimiting the band formation region, achieved in this work by considering a bar with variable area. Another parameter identifying the jump's magnitude is also adequately learned during training. Furthermore, it was determined that the ReLU PINN architecture provides an approximation space that accurately represents continuous functions, such as the regular part of displacement. For future research, exploring these architectures in solving localization problems in two or more dimensions is suggested.en_US
dc.description.uri0000-0002-1679-3995en_US
dc.formatapplication/pdfen_US
dc.format.extent50 páginasen_US
dc.identifier.urihttps://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/45415
dc.language.isospaen_US
dc.publisherUniversidad de Cuencaen_US
dc.relation.ispartofTI;1335
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.subjectPlasticidad metálicaen_US
dc.subjectModelización mecánicaen_US
dc.subjectDescomposición cinemáticaen_US
dc.subject.otherClasificación de la Investigación::Ingeniería Civilen_US
dc.titleArquitectura de redes neuronales para el estudio de localización de deformaciones en una barra unidimensional mediante cinemática de discontinuidades débilesen_US
dcterms.descriptionIngeniero Civilen_US
dcterms.spatialCuenca, Ecuadoren_US

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