Optimización de forma de un bate de béisbol de madera utilizando modelado paramétrico y algoritmos genéticos
Autores: Mazloomi, Mohammad Sadegh; Evans, Philip D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Optimización de forma de un bate de béisbol de madera utilizando modelado paramétrico y algoritmos genéticos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Inteligencia Artificial
Palabras clave
Béisbol
Deporte de bate y pelota
Bate de madera
Optimización de forma
Algoritmos genéticos
Criterios de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El béisbol es un deporte popular y muy lucrativo que utiliza un bate de madera para anotar carreras. Hipotetizamos que nuevas características de diseño para los bates de béisbol surgirán de la optimización de su forma utilizando modelado paramétrico y algoritmos genéticos. Convergimos la ubicación de dos puntos en bates hechos de madera de arce y fresno que se asocian con el aumento de la velocidad de un rebote de pelota en un bate: puntos nodales de vibración y el centro de percusión (COP). Nuestro enfoque de modelado y optimización logró reducir la distancia entre los puntos nodales y el COP de 166,0 mm a 52,1 mm. Este cambio fue similar en ambas especies de madera y resultó de cambios en la geometría del bate, específicamente desplazando la masa del bate hacia el centro del barril y eliminando masa del extremo del barril. Concluimos que la combinación de modelado paramétrico de elementos finitos y optimización utilizando algoritmos genéticos es una herramienta poderosa para explorar diseños virtuales de bates de béisbol basados en criterios de rendimiento y sugerimos que nuestros diseños podrían realizarse en la práctica utilizando tecnología de fabricación sustractiva.
Descripción
El béisbol es un deporte popular y muy lucrativo que utiliza un bate de madera para anotar carreras. Hipotetizamos que nuevas características de diseño para los bates de béisbol surgirán de la optimización de su forma utilizando modelado paramétrico y algoritmos genéticos. Convergimos la ubicación de dos puntos en bates hechos de madera de arce y fresno que se asocian con el aumento de la velocidad de un rebote de pelota en un bate: puntos nodales de vibración y el centro de percusión (COP). Nuestro enfoque de modelado y optimización logró reducir la distancia entre los puntos nodales y el COP de 166,0 mm a 52,1 mm. Este cambio fue similar en ambas especies de madera y resultó de cambios en la geometría del bate, específicamente desplazando la masa del bate hacia el centro del barril y eliminando masa del extremo del barril. Concluimos que la combinación de modelado paramétrico de elementos finitos y optimización utilizando algoritmos genéticos es una herramienta poderosa para explorar diseños virtuales de bates de béisbol basados en criterios de rendimiento y sugerimos que nuestros diseños podrían realizarse en la práctica utilizando tecnología de fabricación sustractiva.