Prediction of 4D stress field evolution around additive manufacturing-induced porosity through progressive deep-learning frameworks
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This study investigates the application of machine learning models to predict time-evolving stress fields in complex three-dimensional structures trained with full-scale finite element simulation data. Two novel architectures, the multi-decoder CNN (MUDE-CNN) and the multiple encoder–decoder model with transfer learning (MTED-TL), were introduced to address the challenge of predicting the progressive and spatial evolutional of stress distributions around defects. The MUDE-CNN leveraged a shared encoder for simultaneous feature extraction and employed multiple decoders for distinct time frame predictions, while MTED-TL progressively transferred knowledge from one encoder–decoder block to another, thereby enhancing prediction accuracy through transfer learning. These models were evaluated to assess their accuracy, with a particular focus on predicting temporal stress fields around an additive manufacturing (AM)-induced isolated pore, as understanding such defects is crucial for assessing mechanical properties and structural integrity in materials and components fabricated via AM. The temporal model evaluation demonstrated MTED-TL’s consistent superiority over MUDE-CNN, owing to transfer learning’s advantageous initialization of weights and smooth loss curves. Furthermore, an autoregressive training framework was introduced to improve temporal predictions, consistently outperforming both MUDE-CNN and MTED-TL. By accurately predicting temporal stress fields around AM-induced defects, these models can enable real-time monitoring and proactive defect mitigation during the fabrication process. This capability ensures enhanced component quality and enhances the overall reliability of additively manufactured parts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».