The application of fuzzy logic in fatigue damage analysis

In this study, fatigue damage progress is analyzed both theoretically and experimentally. Cyclic loading causes damage, reducing the strength until the material can no longer sustain even service loading. The theoretical analysis is associated with the definition of the damage parameter. The experimental analysis is mainly devoted to the consideration of two structural elements, i.e. a rectangular composite plate (made of glass fibre/epoxy resin) with a centrally located circular hole subjected to cyclic tensile stress and a square plate (made of aramid fiber/epoxy resin) subjected to shear loading. The experiments demonstrate scattering of the results. Fuzzy set analysis has been proposed in order to estimate the uncertainty in evaluation of the critical number of cycles corresponding to the final fatigue damage.

---

Przedstawiono teoretyczną i eksperymentalną analizę rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych. Cykliczne obciążenie powoduje uszkodzenia, co zmniejsza wytrzymałość aż do momentu, gdy materiał nie może przenosić nawet obciążenia eksploatacyjnego. Analiza teoretyczna jest związana z definicją tzw. parametru uszkodzeń. Badania dotyczą dwóch elementów konstrukcyjnych: prostokątnych kompozytowych płyt (wykonanych z włókna szklanego/żywicy epoksydowej) z centralnie umieszczonym kołowym otworem poddanych cyklicznemu rozciąganiu oraz kwadratowych płyt (wykonanych z włókna aramidowego/żywicy epoksydowej) poddanych ścinaniu. Eksperyment wykazuje znaczny rozrzut wyników. Zaproponowano zastosowanie teorii zbiorów rozmytych do oszacowania niepewności w ocenie krytycznej liczby cykli odpowiadającej zmęczeniowemu zniszczeniu.