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An iterative crack tip correction algorithm discovered by physical deep symbolic regression

Melching, David und Paysan, Florian und Strohmann, Tobias und Breitbarth, Eric (2024) An iterative crack tip correction algorithm discovered by physical deep symbolic regression. International Journal of Fatigue. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijfatigue.2024.108432. ISSN 0142-1123.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
5MB

Kurzfassung

Digital image correlation is a widely used technique in the field of experimental mechanics. In fracture mechanics, determining the precise location of the crack tip is crucial. In this paper, we introduce a novel crack tip detection algorithm based on displacement and strain fields obtained by digital image correlation. Iterative crack tip correction formulas are discovered by applying deep symbolic regression guided by physical unit constraints to a dataset of simulated cracks under mode I, II and mixed-mode conditions with variable T-stress. For the training dataset, we fit the Williams series expansion with super-singular terms to the simulated displacement fields at randomly chosen origins around the actual crack tip. We analyse the discovered formulas and apply the most promising one to digital image correlation data obtained from uniaxial and biaxial fatigue crack growth experiments of AA2024-T3 sheet material. Throughout the experiments, the crack tip positions are reliably detected leading to improved stability of the crack propagation curves.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/204973/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An iterative crack tip correction algorithm discovered by physical deep symbolic regression
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Melching, DavidDavid.Melching (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5111-6511NICHT SPEZIFIZIERT
Paysan, FlorianFlorian.Paysan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Strohmann, TobiasTobias.Strohmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Breitbarth, EricEric.Breitbarth (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3479-9143164930535
Datum:12 Juni 2024
Erschienen in:International Journal of Fatigue
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijfatigue.2024.108432
Verlag:Elsevier
ISSN:0142-1123
Status:veröffentlicht
Stichwörter:deep symbolic regression; crack tip field; digital image correlation
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 und hybride Werkstoffe
Hinterlegt von: Breitbarth, Eric
Hinterlegt am:05 Aug 2024 08:42
Letzte Änderung:11 Nov 2024 14:22

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