Method using XFEM and SVR to predict the fatigue life of plate-like structures

Zhansi Jiang; Jiawei Xiang

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자료유형: 학술저널

저자정보: Zhansi Jiang (Guilin University of Electronic Technology) Jiawei Xiang (Wenzhou University)

저널정보: 국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.73 No.4

발행연도: 2020.1

수록면: 455 - 462 (8page)

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The hybrid method using the extended finite element method (XFEM) and the forward Euler approach is widely employed to predict the fatigue life of plate structures. Due to the accuracy of the forward Euler approach is determined by a small step size, the performance of fatigue life prediction of the hybrid method is not agreeable. Instead the forward Euler approach, a prediction method using midpoint method and support vector regression (SVR) is presented to evaluate the stress intensity factors (SIFs) and the fatigue life. Firstly, the XFEM is employed to calculate the SIFs with given crack sizes. Then use the history of SIFs as a function of either number of fatigue life cycles or crack sizes within the current cycle to build a prediction model. Finally, according to the prediction model predict the SIFs at different crack sizes or different cycles. Three numerical cases composed by a homogeneous plate with edge crack, a composite plate with edge crack and center crack are introduced to verify the performance of the proposed method. The results show that the proposed method enables large step sizes without sacrificing accuracy. The method is expected to predict the fatigue life of complex structures.

#XFEM #support vector regression #stress intensity factor #crack growth rate #fatigue life prediction

참고문헌 (48)

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Belytschko, T. / 1999 / Elastic crack growth in finite elements with minimal remeshing / Int. J. Numer. Meth. Eng. 45(5):601~620

Chapra, S. C. / 1988 / Numerical Methods for Engineers / McGraw-Hill

Cheng, B. / 1994 / Neural networks: A review from a statistical perspective / Stat. Sci. 9:2~54

Duflot, M. / 2004 / Fatigue crack growth analysis by an enriched meshless method / J. Comput. Appl. Math 168(1):155~164

Fan, C. B. / 2014 / Sparsity-promoting polynomial response surface : A new surrogate model for response prediction / Adv. Eng. Softw 77:48~65

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이 논문의 저자 정보

Zhansi Jiang

소속기관 Guilin University of Electronic Technology

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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Jiawei Xiang

소속기관 Wenzhou University

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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