Problem of the starting point generation for the inverse analysis of compression tests

• Autorzy: Szeliga D. , Pietrzyk M.

Warianty tytułu

PL

Problem doboru punktu startowego do analizy odwrotnej prób spęczania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development of the method of generation of the starting point for the inverse analysis of compression tests is the main objective of the work. Inverse analysis is an efficient method of interpretation of results of plastometric tests. It has been widely applied to evaluation of parameters in rheo-logical and friction models. Very long computing times are the main disadvantage of this method. It is due to numerous simulations of all the tests using finite element method, which is required for the optimisation procedures. Therefore, generation of the starting point for optimisation close to the global minimum will allow for a significant decrease of the computing time. A new method based on performing of the inverse analysis for each test separately is suggested in the paper. The minimum of the objective function with respect to one variable is searched for in each step of simulation of the tests. The ratio between real flow stress and the one calculated from the compression load is the optimisation variable. The cost function is defined as a difference between measured and predicted load in the considered step of simulation. This inverse analysis yields stress-strain relationship for each test given in a tabular form. Further approximation of these results using a selected function gives the starting point for the final inverse analysis.

PL

Zasadniczym celem pracy jest opracowanie metody doboru punktu startowego dla procedur optymalizacyjnych w rozwiązaniu odwrotnym (inverse) dla prób spęczania. Analiza inverse jest skutecznym sposobem interpretacji wyników prób plastometrycznych i znalazła szerokie zastosowanie do wyznaczania parametrów modeli Teologicznych oraz tarcia. Podstawowym ograniczeniem w zastosowaniu tej metody jest długi czas obliczeń, związany z wielokrotną symulacją prób plastometrycznych metodą elementów skończonych, wykonywaną w ramach procedur optymalizacyjnych. Dlatego wyznaczenie punktu startowego dla optymalizacji możliwie blisko minimum globalnego pozwoli na znaczne skrócenie czasu obliczeń. W pracy zaproponowano metodę polegającą na wykonywaniu analizy odwrotnej oddzielnie dla każdej próby plastometrycznej. W ramach tej analizy w każdym kroku symulacji minimalizowana jest funkcja celu względem jednej zmiennej, jaką jest stosunek rzeczywistego naprężenia uplastyczniającego do naprężenia wyznaczonego jako stosunek siły spęczania do powierzchni styku. Funkcją celu jest różnica między zmierzoną i obliczoną wartością siły w danym kroku. W wyniku analizy odwrotnej otrzymuje się w formie tabelarycznej zestaw wartości odkształcenia i naprężenia uplastyczniającego dla każdej próby. Aproksymacja tych danych liczbowych wybraną funkcją daje punkt startowy do końcowej analizy odwrotnej.

Słowa kluczowe

EN

theological parameters; flow stress; compression tests; inverse analysis; starting point

PL

parametry reologiczne; naprężenie uplastyczniające; próby spęczania; analiza odwrotna; punkt startowy

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Metallurgy and Foundry Engineering
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 27, no. 2
• Strony: 167--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Szeliga D.

• Faculty of Metallurgy and Materials Science, University of Mining and Metallurgy, Kraków, Poland

autor

Pietrzyk M.

• Faculty of Metallurgy and Materials Science, University of Mining and Metallurgy, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Gavrus A., Massoni E., Chenot J.L.: Constitutive Parameter Identification using a Computer Aided Rheology. Proc. NUMIFORM'95, Shen S.-F., Dawson P R. (eds), A. Balkema (publ.), Ithaca, 1995, 563-568
• [2] Gelin J.C., Ghouati O.: The Inverse Method for Determining Viscoplastic Properties of Aluminium Alloys. Proc. Metal Forming’94, Hartley P., Pillinger I., Sturgess C.E.N., Hall R., Pietrzyk M., Kusiak J. (eds), Birmingham, J. Mat. Proc. Techn., 34 (1994) 435-440
• [3] Kusiak J., Pietrzyk M., Lenard J.G.: Application of FE Simulation of the Compression Test to the Evaluation of Constitutive equations for Steels at Elevated Temperatures. Proc. NUMIFORM'95, eds, S.-F. Shen, P R. Dawson, Publ. A. Balkema, Ithaca, 1995, 277-282
• [4] Ordon J., Kuziak R., Pietrzyk M.: History Dependant Constitutive Law for Austenitic Steels, Proc. Metal Forming 2000, Pietrzyk M., Kusiak J., Majta J., Hartley P., Pillinger I. (eds), A. Balkema (publ.), Krakow, 2000, 747-753
• [5] Kusiak J., Szyndler D.: Inverse Analysis Applied to the Evaluation of Friction Parameter in Metal Forming. Proc. Modelling of Metal Rolling Processes 3, Beynon J.H., Clark M.T., Ingham P., Kern P., Waterson K. (eds), London, 1999, 143-148
• [6] Malinowski Z., Lenard J.G., Davies M.E.: J. Mat. Proc. Techn., 41 (1994) 125-142
• [7] Szyndler D.: Problem odwrotny w zastosowaniu do identyfikacji parametrów procesów plastycznej przeróbki metali. AGH, Kraków, 2001 (Ph.D. Thesis)
• [8] Szyndler D., Pietrzyk M., Kuziak R.: Estimation of Rheological and Friction Parameters in Hot Forming Processes as an Inverse Problem, Proc 4th ESAFORM Conf. on Materials Forming, Liege, 2001, 191-194
• [9] Boyer B., Massoni E.: Identification of Tribological Parameters during Upsetting Tests Using Inverse Analysis with a 2D Finite Element Code. Proc. 6th ICTP, Nurnberg, 1999, 323-328
• [10] Boyer B., Massoni E.: Inverse Analysis for Identification of Parameters during Thermo-Mechanical Tests. Proc. NUMIFORM 2001, K. Mori (ed.), A. Balkema (publ.), Toyohashi, 281-284
• [11] Szyndler D., Pietrzyk M., Hodgson P.D.: Identification of Parameters in the Internal Variable Constitutive Model and Friction Model for Hot Forming of Steels. Proc. NUMIFORM 2001, K. Mori (ed.), A. Balkema (publ.), Toyohashi, 297-302
• [12] Lenard J.G., Pietrzyk M., Cser L.: Mathematical and Physical Simulation of the Properties of Hot Rolled Products. Elsevier, Amsterdam, 1999
• [13] Kowalski В, Sellars C M., Pietrzyk M.: ISIJ Int., 40 (2000) 1230-1236
• [14] Svietlichnyj D., Nowak J., Madej W., Kuziak R.: Opracowanie i weryfikacja modeli opisujących właściwości stali 304L podczas walcowania na gorąco. Proc. Conf. KomPlasTech 2000, Kusiak J., Pietrzyk M., Grosman F., Piela A. (eds), Krynica-Czarny Potok, 2000, 116
• [15] Anand L., Kalidindi S.R.: Mech. Materials, 17 (1994) 223-243