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dc.contributor.authorRibeiro, Gabriel Victor
dc.date.accessioned2022-10-31T19:34:36Z
dc.date.available2022-10-31T19:34:36Z
dc.date.issued2022-08-03
dc.identifier.citationRIBEIRO, Gabriel Victor. Simulação do Módulo de Young de compósitos reforçados com fibra usando aprendizado de máquina. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16971.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16971
dc.description.abstractYoung's modulus, or modulus of elasticity, is a property that measures the proportionality relationship between stresses and strains of a material in an elastic regime. When dealing with a composite material - a material consisting of the combination of two different phases: matrix and reinforcement - its calculation is not always simple. For this reason, in this paper it is proposed the use of machine learning, specifically neural networks, to estimate Young's modulus. A well established method, the multiscale modeling, was used to generate training data for the neural networks. Simulations using the licensed software Multiscale Designer, resulted in 152 different Young's modules, cathegorized by fiber percentage, laminated structure and test type (compression or tension). To define the best possible architecture for the network, seven different configurations were tested by varying the number of layers, number of neurons and activation function. From the results it was possible to pinpoint the best network, and further compare its predictions with simulated and experimental data, resulting in relative errors that in overall do not exceed 20% The results from machine learning are also more computationally efficient, obtaining results in less than a second for several configurations simultaneously, which is an advantage when compared to licensed software, which takes on the order of minutes for a single material, and when compared to the experimental one, which requires manufacturing the material.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectCompósitos reforçados por fibrapor
dc.subjectAprendizado de máquinapor
dc.subjectRedes neuraispor
dc.subjectFiber-reinforced compositeseng
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectNeural networkseng
dc.titleSimulação do Módulo de Young de compósitos reforçados com fibra usando aprendizado de máquinapor
dc.title.alternativeYoung's modulus simulation for fiber reinforced composite materials using machine learningeng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Cantão, Renato Fernandes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3016268479248046por
dc.description.resumoO módulo de Young, ou módulo de elasticidade, é uma propriedade que mede a relação de proporcionalidade entre tensões e deformações de um material em regime elástico. Quando trata-se de um material compósito - um material que consiste na combinação de duas diferentes fases: matriz e reforço - o cálculo dessa propriedade nem sempre é simples. Assim, nesse trabalho propoem-se utilizar de aprendizado de máquina, a partir de redes neurais, para estimar o módulo de Young. Com o intuito de obter dados para o treinamento da rede utilizou-se um método bem estabelecido na área, a modelagem multiescala, a partir de simulações no software licenciado Multiscale Designer. Como ele foram gerados 152 módulos de Young diferentes, categorizados por porcentagem de fibra, estrutura laminada e tipo de ensaio (compressão ou tração). Para descobrir qual a melhor arquitetura possível para a rede, foram testadas sete diferentes configurações, alterando número de camadas, número de neurônios e função de ativação. Com os testes feitos, definiu-se qual rede apresentava os melhores resultados, e suas previsões foram então comparadas com dados de simulação e experimentais, obtendo erros relativos que não ultrapassam 20% na maioria dos casos. Os resultados da aplicação de aprendizado de máquina também são mais eficientes computacionalmente, gerando resultados em menos de um segundo para diversas configurações simultaneamente, o que é uma vantagem quando comparado ao software licenciado, que demora na ordem dos minutos para um único material, e quando comparado ao experimental, que exige a manufatura do material.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::ANALISE DE TENSOESpor
dc.publisher.addressCâmpus Sorocabapor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0289371528089286por
dc.publisher.courseFísica - FL-Sopor


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