Специалисты Института механики сплошных сред Пермского ФИЦ УрО РАН создали модель искусственной нейронной сети. Эта система способна определять нагрузку на конструкции и сооружения, анализируя данные о деформациях, полученные от волоконно-оптических датчиков.
Шаг к умному мониторингу
Проведенные исследования представляют собой значимый этап в разработке интеллектуальных систем деформационного контроля. Такие системы перспективны для фиксации зарождения и роста дефектов в материалах, а также для прогнозирования их механического состояния.
Машинное обучение в механике
Одно из перспективных направлений института – внедрение технологий машинного обучения в задачи механики деформируемого твердого тела. В рамках этого подхода разрабатываются методы решения обратных задач, открывающие новые горизонты для контроля состояния конструкций. Ключевая задача для композитов – определение места, величины и времени приложения нагрузки на основе показаний встроенных волоконно-оптических датчиков.
Новые возможности для обратных задач
Научный руководитель ПФИЦ УрО РАН академик Валерий Павлович Матвеенко подчеркнул, что ранее обратные задачи механики редко изучались из-за трудностей с единственностью решения. Сейчас сложились условия для их эффективного решения: методы математического моделирования дают информацию о параметрах состояния конструкций при разных воздействиях, а вычислительные центры позволяют хранить огромные массивы данных.
Конструкции с "нервной системой"
Появление волоконно-оптических датчиков, измеряющих, например, деформации по всей длине и имеющих малые размеры, позволяет встраивать их в материалы (вроде полимерных композитов) на стадии производства. Это создает конструкции с собственной "нервной системой", непрерывно передающей данные о своем механическом состоянии. Анализ этих данных методами машинного обучения открывает путь к решению обратных задач механики.
Перспективы для авиации
«Первые опубликованные результаты вселяют уверенность: через два-три года мы разработаем алгоритмы. Их мы передадим нашему ключевому партнеру и заказчику – Центральному аэрогидродинамическому институту им. Н.Е. Жуковского – для надежного контроля авиационных композитных конструкций», – отметил академик Матвеенко.
Фундаментальная механика в проекте
Работа выполнена в рамках масштабного проекта «Фундаментальная механика в новых материалах, конструкциях, технологиях». Проект охватывает исследования в областях механики новых материалов и конструкций, прочности, турбулентности, магнитной гидродинамики, тепломассопереноса.
Новость подготовлена при поддержке Российской академии наук
Источник: scientificrussia.ru
