Un nuevo algoritmo para resolver el modelo analítico de Extended-Oxley del corte de metal ortogonal en Python
Autores: Pantalé, Olivier; Dawoua Kaoutoing, Maxime; Houé Ngouna, Raymond
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un nuevo algoritmo para resolver el modelo analítico de Extended-Oxley del corte de metal ortogonal en Python
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Método de implementación
Modelo analítico de Extended-Oxley
Ley de flujo termo-elastoplástica de Johnson-Cook
Método de optimización
Biblioteca LMFIT de Python
Algoritmo de optimización dual de Levenberg-Marquardt
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo método de implementación del modelo analítico Extended-Oxley, propuesto anteriormente por Lalwani en 2009, para el corte ortogonal de metales con una ley de flujo termo-elastoplástica de Johnson-Cook. El presente trabajo tiene como objetivo mejorar la implementación de este modelo analítico para proponer una solución unificada que supere las principales deficiencias del modelo original: la no unicidad de la solución, la baja precisión de la solución obtenida y el tiempo computacional relativamente largo para un enfoque puramente analítico. En la implementación propuesta, la determinación del conjunto óptimo de parámetros del modelo se basa en un método de optimización utilizando la biblioteca LMFIT de Python con la cual hemos desarrollado un algoritmo de optimización dual de Levenberg-Marquardt. En este documento, se presentan el rendimiento y la eficiencia del modelo desarrollado comparando nuestros resultados para un acero 1045 con los resultados de simulación obtenidos en el documento original propuesto por Lalwani. La comparación muestra una ganancia considerable en términos de velocidad computacional (más de 2000 veces más rápido que el modelo original), unicidad de la solución obtenida y precisión de la solución numérica obtenida (casi cero desequilibrio de fuerza).
Descripción
Este documento presenta un nuevo método de implementación del modelo analítico Extended-Oxley, propuesto anteriormente por Lalwani en 2009, para el corte ortogonal de metales con una ley de flujo termo-elastoplástica de Johnson-Cook. El presente trabajo tiene como objetivo mejorar la implementación de este modelo analítico para proponer una solución unificada que supere las principales deficiencias del modelo original: la no unicidad de la solución, la baja precisión de la solución obtenida y el tiempo computacional relativamente largo para un enfoque puramente analítico. En la implementación propuesta, la determinación del conjunto óptimo de parámetros del modelo se basa en un método de optimización utilizando la biblioteca LMFIT de Python con la cual hemos desarrollado un algoritmo de optimización dual de Levenberg-Marquardt. En este documento, se presentan el rendimiento y la eficiencia del modelo desarrollado comparando nuestros resultados para un acero 1045 con los resultados de simulación obtenidos en el documento original propuesto por Lalwani. La comparación muestra una ganancia considerable en términos de velocidad computacional (más de 2000 veces más rápido que el modelo original), unicidad de la solución obtenida y precisión de la solución numérica obtenida (casi cero desequilibrio de fuerza).