Published November 7, 2022 | Version v1
Publication Metadata-only

Effect of Water Absorption on the Behavior of Jute and Sisal Fiber Biocomposites at Different Lengths: ANN and RSM Modeling

Creators

  • 1. École Normale Supérieure
  • 2. École Normale Supérieure d'Abidjan
  • 3. University of Skikda
  • 4. University of Guelma
  • 5. Najran University
  • 6. King Abdulaziz University

Description

Artificial neural networks (ANN) and response surface method (RSM) modeling were used to study the effect of water absorption on the behavior of jute (JF/epoxy) and sisal (SF/epoxy) biocomposite. The specimens were laminated with short fibers of different lengths (5 mm, 10 mm, and 15 mm) of jute and sisal until saturation lasted about 25 days. The kinetic behavior of water uptake was recorded and then compared to the curves predicted by the two models. The results showed that the water absorption of the jute and sisal biocomposites was fairly lower for the 5 mm length compared to the 10 mm and 15 mm lengths. The optimized solution is attained with 1.00 desirability for 14.73 mm fiber length and 482.85 h immersion time. The RSM model error percentages were higher than the ANN model indicating better accuracy in predicting the water uptake of biocomposites by the ANN model compared to RSM. The results of this investigation offer benefits for the application of jute and sisal fiber biocomposites at the elaboration and application stage; it is easy for engineers to identify the swelling factor of these biocomposites without the need for experiments, thus avoiding costs and time.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم استخدام الشبكات العصبية الاصطناعية (ANN) ونمذجة طريقة سطح الاستجابة (RSM) لدراسة تأثير امتصاص الماء على سلوك المركب الحيوي للجوت (JF/epoxy) والسيزال (SF/epoxy). كانت العينات مغلفة بألياف قصيرة بأطوال مختلفة (5 مم و 10 مم و 15 مم) من الجوت والسيزال حتى استمر التشبع حوالي 25 يومًا. تم تسجيل السلوك الحركي لامتصاص الماء ثم مقارنته بالمنحنيات التي تنبأ بها النموذجان. أظهرت النتائج أن امتصاص الماء للمركبات الحيوية من الجوت والسيزال كان أقل إلى حد ما لطول 5 مم مقارنة بأطوال 10 مم و 15 مم. يتم تحقيق الحل الأمثل برغبة 1.00 لطول ألياف 14.73 مم ووقت غمر 482.85 ساعة. كانت نسب أخطاء نموذج RSM أعلى من نموذج ANN مما يشير إلى دقة أفضل في التنبؤ بامتصاص الماء للمركبات الحيوية بواسطة نموذج ANN مقارنة بنموذج RSM. تقدم نتائج هذا التحقيق فوائد لتطبيق المركبات الحيوية من ألياف الجوت والسيزال في مرحلة الإعداد والتطبيق ؛ فمن السهل على المهندسين تحديد عامل التورم لهذه المركبات الحيوية دون الحاجة إلى التجارب، وبالتالي تجنب التكاليف والوقت.

Translated Description (French)

Les réseaux de neurones artificiels (RNA) et la modélisation de la méthode de la surface de réponse (MRS) ont été utilisés pour étudier l'effet de l'absorption d'eau sur le comportement du biocomposite de jute (JF/époxy) et de sisal (SF/époxy). Les échantillons ont été stratifiés avec des fibres courtes de différentes longueurs (5 mm, 10 mm et 15 mm) de jute et de sisal jusqu'à ce que la saturation dure environ 25 jours. Le comportement cinétique de l'absorption d'eau a été enregistré puis comparé aux courbes prédites par les deux modèles. Les résultats ont montré que l'absorption d'eau des biocomposites de jute et de sisal était assez inférieure pour la longueur de 5 mm par rapport aux longueurs de 10 mm et 15 mm. La solution optimisée est atteinte avec une désirabilité de 1,00 pour une longueur de fibre de 14,73 mm et un temps d'immersion de 482,85 h. Les pourcentages d'erreur du modèle RSM étaient plus élevés que ceux du modèle ANN, ce qui indique une meilleure précision dans la prédiction de l'absorption d'eau des biocomposites par le modèle ANN par rapport au modèle RSM. Les résultats de cette enquête offrent des avantages pour l'application de biocomposites de fibres de jute et de sisal au stade de l'élaboration et de l'application ; il est facile pour les ingénieurs d'identifier le facteur de gonflement de ces biocomposites sans avoir besoin d'expériences, évitant ainsi les coûts et le temps.

Translated Description (Spanish)

Se utilizaron modelos de redes neuronales artificiales (ANN) y del método de superficie de respuesta (RSM) para estudiar el efecto de la absorción de agua en el comportamiento del biocompuesto de yute (JF/epoxi) y sisal (SF/epoxi). Las muestras se laminaron con fibras cortas de diferentes longitudes (5 mm, 10 mm y 15 mm) de yute y sisal hasta que la saturación duró unos 25 días. Se registró el comportamiento cinético de la absorción de agua y luego se comparó con las curvas predichas por los dos modelos. Los resultados mostraron que la absorción de agua de los biocompuestos de yute y sisal fue bastante menor para la longitud de 5 mm en comparación con las longitudes de 10 mm y 15 mm. La solución optimizada se logra con 1.00 deseabilidad para una longitud de fibra de 14.73 mm y un tiempo de inmersión de 482.85 h. Los porcentajes de error del modelo RSM fueron más altos que el modelo ANN, lo que indica una mejor precisión en la predicción de la absorción de agua de biocompuestos por el modelo ANN en comparación con RSM. Los resultados de esta investigación ofrecen beneficios para la aplicación de biocompuestos de fibra de yute y sisal en la etapa de elaboración y aplicación; es fácil para los ingenieros identificar el factor de hinchazón de estos biocompuestos sin necesidad de experimentos, evitando así costos y tiempo.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير امتصاص الماء على سلوك المركبات الحيوية من ألياف الجوت والسيزال بأطوال مختلفة: نمذجة ANN و RSM
Translated title (French)
Effet de l'absorption d'eau sur le comportement des biocomposites de fibres de jute et de sisal à différentes longueurs : modélisation ANN et RSM
Translated title (Spanish)
Efecto de la absorción de agua en el comportamiento de los biocompuestos de fibra de yute y sisal a diferentes longitudes: modelado ANN y RSM

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4308405430
DOI
10.1080/15440478.2022.2140326

Is supplement to
https://openalex.org/W4308405430 (Other)
https://openalex.org/W3127047995 (Other)
https://openalex.org/W3090801426 (Other)
https://openalex.org/W2737889821 (Other)
https://openalex.org/W2735335146 (Other)
https://openalex.org/W2182338357 (Other)
https://openalex.org/W2164089951 (Other)
https://openalex.org/W2062829675 (Other)
https://openalex.org/W2025258578 (Other)
https://openalex.org/W1966196507 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1974615072
  • https://openalex.org/W1981779005
  • https://openalex.org/W1993994737
  • https://openalex.org/W1995818038
  • https://openalex.org/W2003360374
  • https://openalex.org/W2007381700
  • https://openalex.org/W2013932800
  • https://openalex.org/W2031468296
  • https://openalex.org/W2038041953
  • https://openalex.org/W2044067334
  • https://openalex.org/W2052161131
  • https://openalex.org/W2056473570
  • https://openalex.org/W2061553049
  • https://openalex.org/W2079107372
  • https://openalex.org/W2079445638
  • https://openalex.org/W2083447875
  • https://openalex.org/W2131018316
  • https://openalex.org/W2163849324
  • https://openalex.org/W2188844370
  • https://openalex.org/W2319393417
  • https://openalex.org/W2517118202
  • https://openalex.org/W2518127029
  • https://openalex.org/W2792935651
  • https://openalex.org/W2887211459
  • https://openalex.org/W3005441209
  • https://openalex.org/W3025428766
  • https://openalex.org/W3041332024
  • https://openalex.org/W3047737549
  • https://openalex.org/W3087998237
  • https://openalex.org/W3094426861
  • https://openalex.org/W3097277538
  • https://openalex.org/W3112137699
  • https://openalex.org/W3120709440
  • https://openalex.org/W3196991850
  • https://openalex.org/W4200550025
  • https://openalex.org/W4220700503
  • https://openalex.org/W4223921151
  • https://openalex.org/W4224249064
  • https://openalex.org/W4229018367
  • https://openalex.org/W4243190974
  • https://openalex.org/W4251911021
  • https://openalex.org/W4294091506