The application of fuzzy logic in fatigue damage analysis

• Autorzy: Muc A. , Kędziora P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie logiki rozmytej w analizie uszkodzeń zmęczeniowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, fatigue damage progress is analyzed both theoretically and experimentally. Cyclic loading causes damage, reducing the strength until the material can no longer sustain even service loading. The theoretical analysis is associated with the definition of the damage parameter. The experimental analysis is mainly devoted to the consideration of two structural elements, i.e. a rectangular composite plate (made of glass fibre/epoxy resin) with a centrally located circular hole subjected to cyclic tensile stress and a square plate (made of aramid fiber/epoxy resin) subjected to shear loading. The experiments demonstrate scattering of the results. Fuzzy set analysis has been proposed in order to estimate the uncertainty in evaluation of the critical number of cycles corresponding to the final fatigue damage.

PL

Przedstawiono teoretyczną i eksperymentalną analizę rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych. Cykliczne obciążenie powoduje uszkodzenia, co zmniejsza wytrzymałość aż do momentu, gdy materiał nie może przenosić nawet obciążenia eksploatacyjnego. Analiza teoretyczna jest związana z definicją tzw. parametru uszkodzeń. Badania dotyczą dwóch elementów konstrukcyjnych: prostokątnych kompozytowych płyt (wykonanych z włókna szklanego/żywicy epoksydowej) z centralnie umieszczonym kołowym otworem poddanych cyklicznemu rozciąganiu oraz kwadratowych płyt (wykonanych z włókna aramidowego/żywicy epoksydowej) poddanych ścinaniu. Eksperyment wykazuje znaczny rozrzut wyników. Zaproponowano zastosowanie teorii zbiorów rozmytych do oszacowania niepewności w ocenie krytycznej liczby cykli odpowiadającej zmęczeniowemu zniszczeniu.

Słowa kluczowe

EN

fatigue analysis; fuzzy logic; composite plates

PL

analiza zmęczeniowa; logika rozmyta; płyty kompozytowe

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 14, nr 1
• Strony: 60--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Muc A.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Machine Design al. Jana Pawła II 37, 31-864 Krakow, Poland

autor

Kędziora P.

• Cracow University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Machine Design al. Jana Pawła II 37, 31-864 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Talreja R., Fatigue of Composite Materials, Technomic Publishing Company, Lancaster, PA, 1987.
• [2] Reifsnider R.L., Composite Materials Series: Fatigue of Composite Materials, Elsevier Science Publishing Company, New York 1991, 4.
• [3] Composite Materials Handbook: Polymer Matrix Composites Materials Usage, Design and Analysis, Department of Defense, Philadelphia, PA, 2002, 3.
• [4] Degrieck J., Van Paepegem W., Fatigue damage modelling of fibre reinforced composite materials: review, Applied Mechanics Review 2001, 54, 279-300.
• [5] Muc A., Kędziora P., Krawczyk P., Sikoń M., Failure analysis of FRP panels with a cut-out under static and cyclic load, Third International Conference On Thin-Walled Structures (3-ICTWS), Elsevier, London 2001, 313-320.
• [6] Reifsnider K.L., Case S.W., Damage Tolerance and Durability of Material Systems, Wiley-Interscience, New York 2002.
• [7] Muc A., Kędziora P., A fuzzy set analysis for a fatigue damage response of composite materials, Proc. International Conference on Composite Science and Technology (ICCST/3) (eds. S. Adali, E.V. Morozov, V.E. Verijenko), Durban, South Africa 2000, 417-422.
• [8] Muc A., Kędziora P., A fuzzy set analysis for a fracture and fatigue damage response of composite materials, Composite Structures 2001, 54, 283-287.
• [9] Muc A., Kędziora P., Application of fuzzy set theory in mechanics of composite materials, Soft Computing in Textile Sciences (ed. L. Sztandera, C. Pastore), Springer-Verlag 2003, 16-50.
• [10] Muc A., Kędziora P., Design procedures of composite structures via fuzzy set approach, Proc. ICCM 13, Beijing 2001 (CD - 10 pages).