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Título : Arquitectura de redes neuronales para el estudio de localización de deformaciones en una barra unidimensional mediante cinemática de discontinuidades débiles
Autor: Rivera Minchala, Victor Emilio
Director(es): Vázquez Patiño, Ángel Oswaldo
ORCID del investigador: 
0000-0002-1679-3995
Materia: Clasificación de la Investigación::Ingeniería Civil
Palabras clave : Ingeniería Civil
Plasticidad metálica
Modelización mecánica
Descomposición cinemática
Fecha de publicación : 17-sep-2024
Paginación: 50 páginas
Editor: Universidad de Cuenca
Abstract: 
This 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.
Resumen : 
Este 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.
URI : https://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/45415
Código: TI;1335
Grado Académico: 
Ingeniero Civil
Aparece en las colecciones: Tesis de Pregrado

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