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Erschienen in: International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) 2/2024

15.12.2023 | Original Article

An ANN approach to predicting the impact parameters of GFRP composites under low-velocity impact

verfasst von: Vinayak S. Hiremath, Shreekant Patil, D. Mallikarjuna Reddy, Rajasekhara Reddy Mutra, Bhimgoud Patil, N. Poornima

Erschienen in: International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) | Ausgabe 2/2024

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Abstract

Composite materials, whose excellent strength-to-weight ratio has made them popular in the marine and aviation sectors, are an excellent substitute for metallic materials. The current work investigates the influence of ply sequence, thickness, and impact energy on low-velocity impact (LVI) analysis. The basic objective of this study is to anticipate the peak force and absorbed energy in LVI using an artificial neural network (ANN). The ANN received the experiment data as input, and then the Python program was utilized to create, train, and test the ANN structure employing a back-propagating approach. According to research results, [45/0/− 45/90]s orientation samples improved their energy absorption behaviour and peak force by 12.8%, 16.2%, and 18.6% compared to [0/0]2s, [0/90]2s, and [45/− 45/0/90]s ply orientation samples. The ANN structure predicted the absorbed energy and peak force with satisfactory accuracy. The output from the network was R2 = 0.999 for training, R2 = 0.971 for testing, and R2 = 0.977 for validation, respectively, and overall, R2 = 0.992. Furthermore the failure analysis was demonstrated by using ultrasonic C-scan and field emission scanning electron microscopy (FESEM), and the results showed extreme changes in the behaviour of fibres and matrix after impact.

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Literatur
3.
Zurück zum Zitat Hiremath, V.S., Reddy, D.M.: An experimental investigation on the adhesive, shear strength, and failure modes of glass fibre reinforced polymer flat-joggle-flat composite joints over different bonding techniques. Materwiss. Werksttech. 54(8), 1031–1037 (2023). https://doi.org/10.1002/mawe.202200268CrossRef Hiremath, V.S., Reddy, D.M.: An experimental investigation on the adhesive, shear strength, and failure modes of glass fibre reinforced polymer flat-joggle-flat composite joints over different bonding techniques. Materwiss. Werksttech. 54(8), 1031–1037 (2023). https://​doi.​org/​10.​1002/​mawe.​202200268CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Cantwell, W.J., Morton, J.: Impact perforation of carbon fibre reinforced plastic. 1990 Cantwell, W.J., Morton, J.: Impact perforation of carbon fibre reinforced plastic. 1990
21.
Zurück zum Zitat Balasubramaniam, K., Whitney, S.C.: Ultrasonic through-transmission characterization of thick fibre-reinforced composites. (1996) Balasubramaniam, K., Whitney, S.C.: Ultrasonic through-transmission characterization of thick fibre-reinforced composites. (1996)
35.
Metadaten
Titel
An ANN approach to predicting the impact parameters of GFRP composites under low-velocity impact
verfasst von
Vinayak S. Hiremath
Shreekant Patil
D. Mallikarjuna Reddy
Rajasekhara Reddy Mutra
Bhimgoud Patil
N. Poornima
Publikationsdatum
15.12.2023
Verlag
Springer Paris
Erschienen in
International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM) / Ausgabe 2/2024
Print ISSN: 1955-2513
Elektronische ISSN: 1955-2505
DOI
https://doi.org/10.1007/s12008-023-01668-z

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