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<학술연구>

Surrogate Model of Equivalent Material Properties for Patterned Sheets with Finite Element Analysis and Deep Learning
유한요소해석과 딥러닝을 활용한 패턴 가공 박판의 등가재료물성 대리모델

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  • 발행기관
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 바로가기
  • 간행물
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제27권 제6호 (2025.12)바로가기
  • 페이지
    pp.1188-1194
  • 저자
    Changmin Pyo
  • 언어
    영어(ENG)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A478685

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원문정보

초록

영어
This study proposes a surrogate model framework that integrates finite element analysis and deep learning to rapidly estimate equivalent material properties of patterned sheets. Conventional homogenization methods can only be applied after the pattern geometry has been finalized, requiring additional modeling and simulation. In contrast, the proposed approach establishes a surrogate model in advance, enabling the immediate estimation of equivalent material properties once the pattern geometry is defined. A dataset of 5,000 cases was generated using simulations, and Bayesian hyperparameter optimization was applied to improve model performance. The surrogate model achieved R² values above 0.99 for all target properties, confirming high internal consistency. Experimental validation with patterned STS304 specimens yielded meaningful results, with all errors remaining within 15%, which demonstrates the reliability of the proposed surrogate model despite minor deviations caused by fabrication imperfections and limited training data. Despite these limitations, the proposed system enables instant estimation of equivalent properties from pattern geometries, offering significant reduction in computational cost and design time. This approach enhances design reliability and provides a practical tool for the application of patterned materials in industrial engineering.

목차

Abstract
1. Introduction
2. FEA-based equivalent property estimation
2.1 Representative volume element
2.2 Procedure for equivalent properties
3. Surrogate model with deep learning
3.1 Deep learning architecture
3.2 Surrogate model
4. Results and Discussion
4.1 Control group with measurement
4.2 Comparison and validation
4.3 Discussion
5. Conclusion
Acknowledgements
References

키워드

등가재료물성 패턴 가공 박판 유한요소해석 딥러닝 대리모델 Equivalent material properties Patterned sheet Finite element method Deep learning Surrogate model

저자

  • Changmin Pyo [ 표창민 | Senior Researcher, Korea institute of industrial technology ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) [Korean Society of Mechanical Technology]
  • 설립연도
    1999
  • 분야
    공학>기계공학
  • 소개
    기계 관련 산업 분야에 관한 학술과 현장 적용 기술을 연구하고 교류하며, 이에 관련된 학문과 기술 발전 및 보급에 기여함으로써 과학과 기술의 진흥에 이바지함을 그 목적으로 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) [Journal of the Korean Society of Mechanical and Aviation Technology ]
  • 간기
    격월간
  • pISSN
    1229-604X
  • eISSN
    2508-3805
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 550 DDC 620

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