Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2025 article

A hybrid framework combining damage mechanics and Physics-Informed neural Networks for damage and failure analysis of additively manufactured lattice structures

1Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
2Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn, sg. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Additive manufacturing (AM) lattice structures offer high load-bearing capacity with lightweight design, yet their mechanical behavior remains insufficiently understood. This study develops a Continuum Damage Mechanics (CDM)-based framework to describe constitutive response and damage evolution in AM materials, together with its numerical implementation. The model is applied to simulate compression of body-centered cubic with vertical strut (BCCZ) lattices. Results show that the framework effectively captures the behavior of multi-layer lattice structures and accurately estimates compressive modulus and initial ultimate strength. Parametric studies indicate that larger cell size or layer number reduces stiffness and strength, while increasing the number of cells per layer significantly enhances them. To improve predictive efficiency, three machine learning (ML) models are constructed: an artificial neural network (ANN), a weak boundary effects-based physics-informed neural network (PINN), and a physical law-driven PINN. Comparative analysis demonstrates that the two PINN models outperform ANN, as physical knowledge improves prediction accuracy, generalization, and physical consistency while reducing overfitting. This integrated theoretical–numerical–data-driven approach provides new insights for analyzing and predicting the mechanical performance of AM lattice structures.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A hybrid framework combining damage mechanics and Physics-Informed neural Networks for damage and failure analysis of additively manufactured lattice structures
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Beihang University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Nanyang Technological University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Aeronautic Science and Engineering National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Mechanical and Aerospace Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Beihang University, Nanyang Technological University et National Key Laboratory of Strength and Structural Integrity — School of Aeronautic Science and Engineering, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Cellular and Composite StructuresTopology Optimization in EngineeringAdditive Manufacturing Materials and Processes

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.