A sensitiyity analysis on artificial neural networks fracture predictions in sheet metal forming operations

• Autorzy: Di Lorenzo R. , Ingarao G. , Micari F.

Warianty tytułu

PL

Analiza wrażliwości modelu opartego o sztuczną sieć neuronową przewidującego pękanie w procesie tłoczenia blach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the last years the investigation of formability limits in sheet metal forming operations was one of the topic in the academic and industrial research due to the wide interest on fracture prevention in such processes. Many approaches were proposed mainly based on the development of fracture criteria or on the utilisation of Forming Limit Curves (FLCs). Actually, such approaches are not effective enough, in particular, when complex deformation path are concerned, namely when multi-step processes are taken into account. The authors have recently proposed a different approach to fracture prediction based on the utilisation of artificial intelligence tools. Such approach is based on the idea that a properly designed and trained artificial neural network is able to predict fracture occurrence for different deformation conditions i.e. for different processes. The early results of the application of such approach were very satisfactory but the robustness of the prediction has to be demonstrated. In this paper, the authors present the results of a sensitivity analysis performed on the neural network fracture predictions in order to assess the robustness of such predictive tool.

PL

Ze względu na duże zainteresowanie w zapobieganiu powstawania pęknięć w tłoczonych blachach, analiza odkształcalności granicznej w procesach tłoczenia była w ostatnich latach przedmiotem badań w licznych ośrodkach akademickich i przemysłowych. Zaproponowano wiele rozwiązań opartych na kryteriach pękania oraz na wykresach odkształcalności granicznej. Rozwiązania te nie są obecnie wystarczająco skuteczne, szczególnie w przypadku analizowania złożonych dróg odkształcenia, na przykład w procesach wielostopniowych. Autorzy zaproponowali ostatnio odmienne podejście do przewidywania pękania blachy, oparte na sztucznej sieci neuronowej. Ideą tego podejścia jest założenie, że prawidłowo zaprojektowana i nauczona sieć neuronowa jest w stanie prawidłowo przewidywać pojawienie się pęknięcia w różnych warunkach odkształcenia, na przykład w różnych procesach. Wstępne wyniki tej analizy były obiecujące, ale dla potwierdzenia skuteczności metody należy przeprowadzić analizę wrażliwości modelu na zmiany warunków procesu. W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki takiej analizy uzyskane dla sztucznej sieci neuronowej przewidującej pękanie blach i na tej podstawie oceniono niezawodność tego modelu.

Słowa kluczowe

EN

sheet metal forming; ductile fracture; neural networks

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 8, No. 2
• Strony: 103--110
• Opis fizyczny: Bibligr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Di Lorenzo R.

autor

Ingarao G.

autor

Micari F.

• Universita di Palermo, Dipartimento di Tecnologia Meccanica, Produzione e Ingegneria Gestionale, viale delie Scienze 90128, Palermo, Italy,

Bibliografia

• Brozzo, P., DeLuka, B., Rendina, R., 1972, A new method for the prediction of formability in metal sheets, Proc. 7th Conf on Sheet Metal Forming and Formability, IDDRG.
• Chow, C.L., Jie, M., 2004, Forming limits of AL 6022 sheets with material damage consideration-theory and experimental validation, Int. J. Mech. Sci. 46, 99-122.
• Cockcroft, M.G., Latham, D.J., 1968, Ductility and Workability of Metals, J. Institute of Metals, 96, 33.
• Di Lorenzo, R., Ingarao, G., Micari, F., 2006, On the use of artificial intelligence tools for fracture forecast in cold forming operations, J. Mat. Proc. Techn., 177, 315-328.
• Di Lorenzo, R., Ingarao, G., Micari, F., 2007, An intelligent tool to predict fracture in sheet metal forming operations, Key Engineering Materials, 344, 841-846.
• Geiger, M., Merklein, M., 2003, Determination of forming limit diagrams - a new analysis method for characterization of materials' formability, Annals of CIRP, 51/1, 213-216.
• Gurson, A.L.,1977, Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: Part1: Yeld criteria and flow rules for porus ductile media, ASME J. Engeneering Materials and Technology, 99, 2-15.
• Han, H.H., Kim, K.H., 2003, A ductile fracture criterion in sheet metal forming process, J. Mat. Proc. Techn., 142, 231-238.
• McClintock, F.A.,1968, A criterion of ductile fracture by growth if hole, ASME J. Engeneering Materials and Technology, 17,363.
• Merklein, M., Beccari, S., 2005, Influence of predeformation on the formability of aluminium alloys, Proc. 8th ICTP, Verona (CD ROM).
• Oyane, M., 1972, Criteria of ductile fracture strain, Bull. Jpn. Soc. Mech. Eng. (JSMN), 15, 1507-1513.
• Ozturk, F., Lee, D., 2004, Analysis of forming limits using ductile fracture criteria, J. Mat. Proc. Techn., 147, 397-404.
• Smith, L.M., Averill, R.C., Lucas, J.P., Stoughton, T.D., Martin, P.H., 2003, Influence of transverse normal stress on sheet metal formability, Int. J. Plasticity, 19, 1567-1583.
• Stoughton, T.D., Zhu, X., 2004, Review of theoretical models of the strain-based FLD and their relevance to the stress-based FLD, Int. J. Plasticity, 20, 1463-1486.
• Takuda, H., Mori, K., Fujimoto, H., Hatta, N., 1996, Prediction of forming limit in deep drawing of Fe/Al laminated composites sheets using ductile fracture criterion, J. Mat. Proc. Techn., 60, 291-296.
• Takuda, H., Mori, K., Fujimoto, H., Hatta, N., 1999, Prediction of forming limit in bore expanding of sheet metals using ductile fracture criterion, J. Mat. Proc. Techn., 92, 433-438.
• Takuda, H., Mori, K., Hatta, N., 1999, The application of same criteria for ductile fracture in the prediction of the forming limits in sheet metal, J. Mat. Proc. Techn., 95, 116-121.
• Tang, C.Y., Chów, C.L., Shen, W., Tai, W.H., 1999, Development of a damage-based criterion for ductile fracture prediction in sheet metal forming, J. Mat. Proc. Techn., 91,270-277.
• Teixeira, P., Santos, A.D., Andrade Pires, F.M., César de Sá, J.M.A., 2006, Finite element prediction of ductile fracture in sheet metal forming processes, J. Mat. Proc. Techn., 177,278-281.
• Yao, H., Cao, J., 2002, Prediction of forming limit curves using an anisotropic yield function with prestrain induced backstress, Int. J. Plasticity, 18, 1013-1038.
• Yoshida, M., Yoshida, F., Konishi, H., Fukumoto, K., 2005, Fracture limits of sheet metals under stretch bending, Int. J. Mech. Sci., 47, 1885-1896.