Computer system for identification of material models on the basis of plastometric tests

• Autorzy: Rauch L. , Sztangret L , Pietrzyk M.

Warianty tytułu

PL

System komputerowy do identyfikacji modeli materiałowych na podstawie testów plastometrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes the hybrid computer system dedicated to identification of models of materials subjected to thermomechanical processing. The functionalities of the system consist of plastometric tests data processing and application of the inverse analysis. The latter functionality is realized unconventionally, instead of the finite element method the metamodel is implemented using artificial neural network. The metamodels, used for simulations of the plastometric tests, are imported to the proposed computer system as external plugins, what guarantees flexibility and possibility of further development. On the other hand, application of rich optimization libraries assures the best possible solution of the problem. Basic principles of the inverse analysis with metamodels and mentioned optimization procedures are described in the paper. Selected examples of identification of models for various metallic materials recapitulate the paper.

PL

Artykuł przedstawia system komputerowy dedykowany identyfikacji modeli materiałów poddanych obróbce cieplnomechanicznej. Funkcjonalność systemu obejmuje przetwarzanie danych pomiarowych oraz analizę odwrotną. W przeciwieństwie do rozwiązań konwencjonalnych opartych o metodę elementów skończonych, podstawę rozwiązania stanowi metamodel do symulacji prób doświadczalnych wykonywanych dla identyfikacji modeli materiałów. Metamodele zrealizowane z użyciem sztucznych sieci neuronowych są importowane do systemu jako tzw. wtyczki, co zapewnia elastyczność i mozliwość rozwoju rozwiązania. Ponadto, wykorzystanie bogatych bibliotek metod optymalizacji zapewnia uzyskanie najlepszego z możliwych rozwiązań. Podstawowe zagadnienia analizy odwrotnej z użyciem metamodeli oraz wspomnianych metod optymalizacji opisane zostały w niniejszym artykule. Przedstawiona została również architektura stworzonego systemu komputerowego oraz przykłady jego wykorzystania do identyfikacji parametrów modeli wybranych materiałów metalicznych.

Słowa kluczowe

EN

inverse analysis; metamodel; computer system; plastometric test

PL

analiza odwrotna; metamodel; system komputerowy; test plastometryczny

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 3
• Strony: 737--743
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rauch L.

• AGH University of Science and Technology, Dept. of Applied Computer Science and Modelling, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Sztangret L

• AGH University of Science and Technology, Dept. of Applied Computer Science and Modelling, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pietrzyk M.

• AGH University of Science and Technology, Dept. of Applied Computer Science and Modelling, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] D. Szeliga, J. Gawąd, M. Pietrzyk, Inverse analysis for identification of rheological and friction models in metal forming, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 195, 6778-6798 (2006).
• [2] M. Pietrzyk, R. Kuziak, Computer aided interpretation of results of the Jominy test, Archives of Civil and Mechanical Engineering 11, 707-722 (2011).
• [3] A. Kirsch, An introduction to the mathematical theory of inverse problems, Springer-Verlag, New York, 1996.
• [4] D. Szeliga, R. Kuziak, M. Pietrzyk, Rheological model of Cu based alloys accounting for the preheating prior to deformation, Archives of Civil and Mechanical Engineering 11, 451-467 (2011).
• [5] Ł. Sztangret, D. Szeliga, J. Kusiak, M. Pietrzyk, Identification of material properties of the DP steel based on plastometric tests and on industrial hot strip rolling, Computer Methods in Materials Science 11, 542-550 (2011).
• [6] Ł. Sztangret, D. Szeliga, J. Kusiak, M. Pietrzyk, Identyfikacja modelu materiałuwprawie konstytutywnym w oparciuorozwiazanie odwrotnezmetamodelem, Mechanik 84, 32-36 (2011).
• [7] Ł. Sztangret, D. Szeliga, J. Kusiak, M. Pietrzyk, Application of the inverse analysis with metamodelling for the identification of the metal flow stress, Canadian Metallurgical Quarterly 51, 440-446 (2012).
• [8] A. Grajcar, R. Kuziak, W. Zalecki, Third generation of AHSS with increased fraction of retained austenite for the automotive industry, Archives of Civil and Mechanical Engineering 12, 334-341 (2012).
• [9] E. Hadasik, R. Kuziak, R. Kawalla, M. Adamczyk, M. Pietrzyk, Rheological model for simulation of hot rolling of new generation steel strips for automotive industry, Steel Research Int. 77, 927-933 (2006).
• [10] C. H. Lee, S. Kobayashi, New solution to rigid plastic deformation problems, ASME, J. Eng. Ind. 95, 865-873 (1973).
• [11] S. Kobayashi, S. I. Oh, T. Altan, Metal forming and the finite element method, Oxford University Press, New York, Oxford, 1989.
• [12] M. Pietrzyk, Finite element simulation of large plastic deformation, J. Mat. Proc. Techn. 106, 223-229 (2000).
• [13] A. Hansel, T. Spittel, Kraft- und Arbeitsbedarf Bildsomer Formgeburgs Verfahren, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig, 1979. [
• [14] J. Kusiak, A. Danielewska-Tulecka, P. Oprocha, Optymalizacja: wybrane metodyzprzykładami zastosowan, PWN, Warszawa, 2009 (in Polish).
• [15] S. B. Davenport, N. J. Silk, C. N. Sparks, C. M. Sellars, Development of constitutive equations for the modelling of hot rolling, Materials Science and Technology 16, 1-8 (1999).
• [16] B. Kowalski, C. M. Sellars, M. Pietrzyk, Development ofacomputer code for the interpretation of results of hot plane strain compression tests, ISIJ Int. 40, 1230-1236 (2000).
• [17] J. Ordon, R. Kuziak, M. Pietrzyk, History dependent constitutive law for austenitic steels, Proc. Metal Forming 2000, eds, Pietrzyk M., Kusiak J., Majta J., Hartley P., Pillinger I., Publ. Balkema A., Krakow 2000, 747-753.