悬臂梁挠度 · 物理引导 AI 代理模型平台(PINS)

先用弹性线大挠度理论把 5 维设计空间 (L, b, h, E, F) 约化为 1 维相似律,再用高斯过程在 40 个高保真样本上学习修正项,并把「线性极限、正性、量纲齐次」作为模型结构硬约束。所有计算均在你的浏览器本地完成。

δ/L = (λ²/3) · exp[ z(ln λ²) ],  λ² = FL²/(EI),  I = bh³/12

设计参数 训练设计域

m
mm
mm
GPa
N

点击材料快速填入弹性模量。相似参数 λ² = FL²/(EI) 相同时,任何 (L,b,h,E,F) 组合给出同一无量纲挠度 δ/L。

模型实测指标 来自 results.json

指标PINS(本平台)5维黑箱 MLP
训练样本402000
插值平均误差 (3000 组)0.014%2.14%
域外平均误差 λ²∈(12,30]0.083%20.5%
单次推理0.36 μs5.35 μs
相对高保真解加速1.5×10⁵—
模型体积< 2 KB> 200 KB

三条结构性质自动成立:λ²→0 时退化为 δ=FL³/(3EI);δ>0;δ∝L(量纲齐次)。

挠度计算结果 实时

AI 代理模型 δ(PINS)
–
高保真弹性线参考解 δref(浏览器内 RK4+二分)
–
相对误差 |AI−ref|/ref
–
小挠度线性理论 δ₀=FL³/3EI
–
相似参数 λ²
–
非线性放大因子 δ/δ₀
–

梁的变形形态(悬臂固定于左端,向下挠曲)

主曲线:无量纲挠度 δ/L 随相似参数 λ² 变化 PINS vs 线性理论 vs 高保真

黑点为浏览器内实时求解的弹性线方程 θ″=−λ²cosθ 的高保真参考点;蓝线为 PINS 代理模型(嵌入网页的 2 KB 高斯过程);灰虚线为小挠度线性理论 δ/L=λ²/3。随 λ² 增大,几何非线性使真实挠度显著低于线性预测——PINS 全程贴合参考解。

批量计算工具(粘贴多组参数 → 一次性求挠度 → 导出 CSV)

每行一组:L(m), b(m), h(m), E(Pa), F(N),用逗号或空格分隔。示例: