Математичне моделювання процесу зміни фізико-механічних властивостей пінополіуретанів на основі обмежених експериментальних вибірок

Abstract

У роботі представлено Data-Driven підхід до проектування рецептур пінополіуретанів (ППУ) на основі концепції математичного моделювання. На відміну від класичних методів машинного навчання, що вимагають тисячі дослідів, запропонована стратегія забезпечує побудову достовірних поліноміальних моделей лише на основі даних 7 цілеспрямованих експериментів. Дослідження сфокусоване на аналізі впливу силіконової добавки на структурно-механічні властивості ППУ: густину, пористість, модуль Юнга та межу текучості. Застосування поліноміальної регресії 4-го ступеня як оптимальної моделі дозволило ідентифікувати критичну концентрацію добавки, що відповідає переходу матеріалу зі стану «жорстка піна» у стан «крихка піна». Виявлено, що концентрація добавки С вище 2,5 мас. ч. ініціює різке зниження пористості з 56,5% до 25,5%. Отримана математична модель може бути використана для багатокритеріальної оптимізації (побудова фронту Парето) з метою досягнення ідеального балансу між питомою масою та жорсткістю матеріалу.