Застосування ансамблевих алгоритмів машинного навчання для моделювання термомеханічних властивостей нанонаповнених епоксидних композитів

Автори О.А. Пастух1, Ю. Петров1, А.В. Букетов2, К. Дядюра3, О.Л. Ляшук1, О.В. Тотосько1, В.В. Соценко2
Афіліація

1Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 46001 Тернопіль, Україна

2Херсонська державна морська академія, 73000 Херсон, Україна

3Одеський державний аграрний університет, 65012 Одеса, Україна

Е-mail dyadyura.k.o@op.edu.ua
Випуск Том 18, Рік 2026, Номер 1
Дати Одержано 02 грудня 2025; у відредагованій формі 21 лютого 2026; опубліковано online 25 лютого 2026
Цитування О.А. Пастух, Ю. Петров, А.В. Букетов, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 1, 01028 (2026)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.18(1).01028
PACS Number(s) 81.05.t, 81.05.Zx
Ключові слова Епоксидні нанокомпозити (3) , Теплостійкість, Механічні властивості (10) , Відбір ознак, Кореляційний аналіз (2) , Машинне навчання (9) , Ансамблеві алгоритми машинного навчання, Інформаційна цінність.
Анотація

Стаття присвячена комплексному підходу до прогнозування теплостійкості пластифіко-ваних епоксидних нанокомпозитів. Метою дослідження було застосувати ансамблеві алго-ритми машинного навчання для визначення ключових механічних факторів при прогно-зуванні теплостійкості епоксидних нанокомопзитів та створення надійного методу їх відбору для подальшого моделювання. Для досягнення мети застосовано двоетапну гібридну методологію. На першому етапі використано ансамблеві алгоритми машинного навчання, зокрема метод f_regression, для розрахунку важливості ознак (feature importance), оцінки їх інформативності (Information Value) та визначення рівня узгодженості (Consistency Score) між різними моделями. На другому етапі виконано класичний статистичний аналіз, включно з кореляцією Пірсона та одновимірним F-тестом, для оцінки лінійних зв’язків. Результати виявили високу узгодженість між методами. Встановлено, що Elastic modulus та Adhesive strength мають стабільно високу значущість (Information Value  0.15 та 0.12 відповідно; Consistency Score 82% та 81% відповідно) і є ключовими детермінантами теп-лостійкості. Навпаки, Destruction stresses та Residual Stresses є абсолютно неінформатив-ними (Information Value  0) та рекомендовані до виключення з моделей. Концентрація Filler показала мінімальний вплив у досліджуваному діапазоні. Таким чином доведено ефективність гібридного підходу, що поєднує класичну статистику та машинне навчання, для об’єктивного та обґрунтованого відбору ознак при прогнозуванні властивостей компо-зитних матеріалів. Запропонований алгоритм дій дозволяє створювати спрощені, інтер-претовані та точні моделі прогнозування для інженерного проєктування.

Перелік посилань