- Tytuł:
-
Fuzzy logic application to strain-stress analysis in selected elastic-plastic material models
Zastosowanie logiki rozmytej do analizy odkształceń i naprężeń dla wybranych modeli materiałów sprężysto-plastycznych - Autorzy:
- Skrzat, A.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/351284.pdf
- Data publikacji:
- 2011
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czytelnia Czasopism PAN
- Tematy:
-
logika rozmyta
plastyczność
materiał Bodnera-Partoma
fuzzy logic
unified plasticity
Bodner-Partom material - Opis:
-
The common engineering practice is the selection of certain physical factors such as geometry, loading, boundary conditions, and material properties. In reality these data are more or less uncertain. In many engineering problems this uncertainty should be taken into consideration. Fuzzy set theory allows to determine randomness model response to the external loading. Two methods - extension principle and α-level optimization are presented and compared in this paper. Advantages and disadvantages of these approaches are discussed on example of mapping function. Next the extension principle and ?-level optimization are applied to the analysis of stresses in the bar made of elastic-plastic material subjected to uniaxial tension. The yield stress and hardening modulus are fuzzy variables. The influence of fuzziness of numerical procedure (large integration step) to the result space is also discussed. The main part of this paper is the investigation of influence of selected fuzzy parameters of Bodner-Partom material model to stress analysis in the stretched bar. BP material model allows to take into consideration elastic and plastic material properties, isotropic and kinematic hardening, visco-plastic effects, as well as creep and relaxation. The proper response of the material to external loading requires the correct selection of fourteen material constants. The experimental determination of these data is problematic, and gives imprecise results. The increase of accuracy of BP material parameters may be achieved by application of optimization procedures or genetic algorithms. In this research for the first time the fuzzy sets theory is applied to accomplish this goal.
Powszechną praktyką w obliczeniach inżynierskich jest przyjmowanie za dokładne pewnych wielkości typu geometria, obciążenia, warunki brzegowe czy właściwości materiału. W rzeczywistości wielkości te charakteryzują się pewnym rozrzutem, co w przypadku wielu problemów powinno być uwzględniane. Teoria zbiorów rozmytych pozwala na określanie rozmytej odpowiedzi układu na działanie obciążeń przy założeniu niepewności danych wejściowych i modelu matematycznego bądź jego numerycznej implementacji. W artykule przedstawiono i porównano ze sobą dwa podejścia logiki rozmytej: zasadę rozszerzeń i optymalizację α-przekrojami. Zalety i wady obydwu podejść omówiono na przykładzie funkcji mapującej. Obie metody zastosowano następnie w analizie naprężeń w rozciąganym pręcie wykonanym z materiału sprężysto-plastycznego. Granica plastyczności i moduł umocnienia stanowiły zmienne rozmyte. Przedyskutowano wpływ rozmycia procedury numerycznej (zbyt duży krok całkowania) na rozmycie rozwiązania. Zasadniczą część artykułu stanowi badanie wpływu wybranych rozmytych parametrów modelu materiału Bodnera-Partoma na poziom naprężeń w pręcie rozciąganym w zakresie sprężysto-plastycznym. Model materiału BP pozwala na równoczesne uwzględnienie w analizie właściwości sprężystych i plastycznych, umocnienia izotropowego i kinematycznego, efektów lepko plastycznych, pełzania oraz relaksacji. Właściwa odpowiedź materiału na działanie obciążeń zewnętrznych zależy od prawidłowego przyjęcia wartości czternastu stałych materiałowych. Określenie wartości tych stałych na podstawie badań eksperymentalnych jest problematyczne i mało precyzyjne. Zwiększenie dokładności wyznaczania stałych materiału BP może być osiągnięte poprzez zastosowanie procedur optymalizacji oraz algorytmów genetycznych. W niniejszej pracy po raz pierwszy w tym celu zastosowano zasady logiki rozmytej. - Źródło:
-
Archives of Metallurgy and Materials; 2011, 56, 2; 559-568
1733-3490 - Pojawia się w:
- Archives of Metallurgy and Materials
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł