目錄
第1章 機(jī)器學(xué)習(xí)方法在顆粒材料中的應(yīng)用 1
1.1 機(jī)器學(xué)習(xí)方法簡(jiǎn)介 2
1.1.1 決策樹 3
1.1.2 隨機(jī)森林 5
1.1.3 梯度提升決策樹 6
1.1.4 極端梯度提升 6
1.1.5 k-means 7
1.1.6 反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 8
1.1.7 循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 9
1.1.8 支持向量機(jī) 9
1.1.9 超參數(shù)優(yōu)化 11
1.1.10 模型評(píng)估方法 12
1.2 機(jī)器學(xué)習(xí)方法在顆粒材料中的應(yīng)用概述 13
1.2.1 微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)聯(lián) 14
1.2.2 顆粒材料宏觀本構(gòu)建模 15
1.3 本章小結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 16
第2章 顆粒材料試驗(yàn)研究方法 19
2.1 顆粒材料物理試驗(yàn)方法 20
2.1.1 淺層探測(cè)試驗(yàn)方法 20
2.1.2 內(nèi)部探測(cè)試驗(yàn)方法 25
2.2 顆粒材料數(shù)值仿真方法 33
2.2.1 離散單元法（DEM） 34
2.2.2 連續(xù)-離散單元法（FDEM） 41
2.3 本章小結(jié) 52
參考文獻(xiàn) 53
第3章 機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)顆粒材料的結(jié)晶演化 57
3.1 循環(huán)剪切數(shù)值試驗(yàn) 58
3.1.1 結(jié)晶演化現(xiàn)象 58
3.1.2 試驗(yàn)方案 59
3.1.3 試樣制備 60
3.1.4 摩擦系數(shù)的選取 61
3.1.5 宏觀演化過程 62
3.2 局部結(jié)構(gòu)與最密堆積演化的關(guān)系 65
3.2.1 特征選擇 65
3.2.2 模型訓(xùn)練方法 67
3.2.3 模型驗(yàn)證與對(duì)比 69
3.2.4 機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)效果 71
3.3 局部結(jié)構(gòu)對(duì)最密堆積演化的影響機(jī)制 74
3.3.1 特征重要性分析 74
3.3.2 特征依賴性分析 77
3.3.3 結(jié)晶相前驅(qū)體顆粒的空間分布 80
3.4 本章小結(jié) 81
參考文獻(xiàn) 82
第4章 微觀結(jié)構(gòu)“編碼”塑性變形傾向 85
4.1 常規(guī)三軸數(shù)值試驗(yàn) 86
4.1.1 試驗(yàn)方案 86
4.1.2 試樣制備 86
4.1.3 宏觀力學(xué)響應(yīng) 87
4.1.4 邊界效應(yīng) 88
4.2 微觀塑性行為的表征與量化 89
4.3 局部結(jié)構(gòu)-微觀塑性行為的關(guān)系 92
4.3.1 機(jī)器學(xué)習(xí)模型 92
4.3.2 預(yù)測(cè)時(shí)域的選擇 93
4.3.3 “軟度”因子的確定 95
4.3.4 局部結(jié)構(gòu)-力學(xué)特性關(guān)系 97
4.4 摩擦系數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)效果的影響 101
4.5 本章小結(jié) 105
參考文獻(xiàn) 105
第5章 初始微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)塑性演化 109
5.1 顆粒材料三軸剪切試驗(yàn) 110
5.1.1 數(shù)值試驗(yàn) 110
5.1.2 宏觀應(yīng)力變形 111
5.2 顆粒材料結(jié)構(gòu)表征量化 111
5.2.1 短程結(jié)構(gòu)指標(biāo) 112
5.2.2 中程結(jié)構(gòu)指標(biāo) 112
5.2.3 細(xì)觀組構(gòu)模型 113
5.3 微觀塑性表征 116
5.4 微觀塑性的結(jié)構(gòu)起源 117
5.5 微觀塑性逾滲演化 124
5.6 本章小結(jié) 131
參考文獻(xiàn) 132
第6章 顆粒形態(tài)與顆粒破碎強(qiáng)度的關(guān)系 135
6.1 顆粒三維掃描 136
6.2 顆粒形狀統(tǒng)計(jì)分析 138
6.2.1 形狀參數(shù)獲取 138
6.2.2 聚類分析 141
6.3 單顆粒單軸壓縮試驗(yàn)數(shù)值模擬 144
6.3.1 數(shù)值試樣及材料參數(shù) 144
6.3.2 破碎強(qiáng)度Weibull分布 145
6.4 機(jī)器學(xué)習(xí)回歸分析 147
6.4.1 顆粒穩(wěn)定性分析 147
6.4.2 機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練 148
6.4.3 機(jī)器學(xué)習(xí)模型解釋 149
6.5 顆粒碎片形態(tài)特征統(tǒng)計(jì)分析 152
6.5.1 基于顆粒形態(tài)的顆粒分類 153
6.5.2 FDEM數(shù)值模擬 156
6.5.3 統(tǒng)計(jì)分析 158
6.6 本章小結(jié) 164
參考文獻(xiàn) 165
第7章 顆粒材料宏觀力學(xué)行為預(yù)測(cè) 169
7.1 機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)小應(yīng)變剛度 170
7.1.1 建模過程 170
7.1.2 模型預(yù)測(cè)能力對(duì)比 171
7.1.3 機(jī)器學(xué)習(xí)模型解釋 173
7.2 局部結(jié)構(gòu)建模的擴(kuò)展驗(yàn)證 175
7.3 本章小結(jié) 179
參考文獻(xiàn) 179
第8章 總結(jié)與展望 181
8.1 總結(jié) 182
8.2 展望 183