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摘要: 提出一种基于时空神经网络(STNN)的图像驱动模型,基于铝合金材料疲劳试验,开展了裂纹扩展预测研究。设计了边裂纹、0°裂纹角度试验件,进行了15.0%极限载荷水平的疲劳试验。通过DIC设备拍摄试件变形图片,得到5511帧位移场图像。对获得的试验图像数据进行了插值、数据增强和维度转换等,构建了STNN的数据集。分别利用卷积长短期记忆(Conv-LSTM)和SimVP两种STNN方法进行了疲劳裂纹扩展的预测,计算了其结构相似度指标(SSIM)和均方根误差(RMSE),比较了两种方法的预测准确性。结果表明,SimVP神经网络在测试阶段的预测效果更好,该方法可以准确预测疲劳裂纹扩展速率和路径,为损伤容限分析和结构监测周期的确定提供参考。
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