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Automatic detection of fatigue crack paths using digital image correlation and deep neural networks

Strohmann, Tobias und Melching, David und Breitbarth, Eric und Requena, Guillermo (2021) Automatic detection of fatigue crack paths using digital image correlation and deep neural networks. Materials Week 2021, 2021-09-07 - 2021-09-09, online.

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Kurzfassung

Fatigue cracks are an inherent part in the lightweight design of engineering structures subjected to non-constant loads. Particularly important for airframe structures are accurate design data for crack initiation, stable fatigue crack propagation (FCP) and its rapid increase until ultimate failure. Non-straight crack paths are difficult or time-consuming to detect and monitor in laboratory experiments as well as in service using traditional techniques such as direct current potential drop (DCPD) or dye penetrant inspection. To this purpose, we implemented a deep convolutional neural network (CNN) to detect crack paths and especially their crack tips based on full-field displacement data obtained by 3D digital image correlation (DIC). Therefore, fatigue crack propagation experiments were performed for AA2024-T3 rolled sheet materials using 160 mm and 950 mm wide MT specimens. During the experiments, several hundred datasets were acquired by DIC and labelled by optical analysis. A part of the displacement data from one of the specimens was then used to train the neural network. The results show that the method can accurately detect the shape and evolution of cracks in all specimens based on the x and y displacements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146518/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Automatic detection of fatigue crack paths using digital image correlation and deep neural networks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Strohmann, TobiasTobias.Strohmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9277-1376NICHT SPEZIFIZIERT
Melching, DavidDavid.Melching (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5111-6511NICHT SPEZIFIZIERT
Breitbarth, EricEric.Breitbarth (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3479-9143NICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5682-1404NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2021
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Fatigue cracks, digital image correlation, neural networks, deep learning
Veranstaltungstitel:Materials Week 2021
Veranstaltungsort:online
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 September 2021
Veranstaltungsende:9 September 2021
Veranstalter :Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. (DGM)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Komponenten und Systeme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CS - Komponenten und Systeme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Strukturwerkstoffe und Bauweisen
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische Strukturen und hybride Werkstoffsysteme
Hinterlegt von: Strohmann, Tobias
Hinterlegt am:03 Dez 2021 09:31
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:45

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