Physically-data-driven Modeling Method for Fatigue Life Prediction of Natural Rubber
Year: 2025
Type: article
Abstract: 摘要： 在现有的天然橡胶疲劳寿命预测模型中，物理模型存在建模复杂、适用范围窄等问题，而数据驱动模型始终受限于小样本工况，导致疲劳寿命预测精度低。为解决上述问题，融合物理建模方法的理论优势和数据驱动方法的高效性，提出了一种物理-数据融合驱动的天然橡胶疲劳寿命预测建模方法。该模型以对数应变幅值、应变比为输入变量，以实测疲劳寿命与物理模型预测寿命之间的相对误差值为输出变量。根据天然橡胶单轴疲劳试验数据，分别建立了基于裂纹萌生法的天然橡胶疲劳寿命预测物理模型、基于支持向量机的数据驱动模型以及物理-数据融合驱动模型。以天然橡胶实测疲劳寿命为基准，比较了三种模型的预测精度。研究发现，相较于现有的疲劳寿命预测模型，物理-数据融合驱动模型在预测精度方面表现更佳，预测寿命均分布在实测寿命的1.5倍分散线内。研究结果表明：利用物理-数据融合驱动模型能够更精准地预测天然橡胶的疲劳寿命，从而为天然橡胶结构件的抗疲劳设计提供理论依据。
Authors: LIU Xiangnan, YANG Yuxin, SHI Wei, HE Kuanfang
Institutions: Hunan University of Science and Technology, Foshan University
Language: English
Subfield: Mechanics of Materials
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: diamond
OpenAlex ID: W4417484302