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Development of a code in python programming language to generate Ashby chart applied for materials selection
Autor
Hidalgo Díaz, Victor Hugo
Institución
Resumen
This study focuses on the development of a programming code to generate Ashby charts, which are used to optimize the mechanical design process in terms of reduction the materials selection time. The platform developed was carried out using python programming language and a database composed of 75 different types of materials that have been categorized in 7 regions (metals, ceramics, polymers, elastomer, natural, foams and composites) with their respective mechanical and thermal properties (Young's modulus, density, mechanical strength, thermal conductivity, thermal expansion and maximum service temperature). In order to perform the charts Ashby, the code first generates bubble diagrams in logarithm scale using the range of values of two desired properties, and then, these diagrams are grouped into regions through an envelope that is created using analytic geometry. For validation of the platform and the methodology, the obtained Ashby charts results were contrasted with charts provided by the CES Edupack 2017 software, from there the percentage of differences between the model developed and baseline charts were among of 2,8% to 15%. In consequence, the Ashby Charts obtained with the proposed code they are suitable for use in the selection of material. Este estudio se centra en el desarrollo de un código de programación para generar gráficos Ashby, que se utilizan para optimizar el proceso de diseño mecánico en términos de reducción del tiempo de selección de materiales. La plataforma desarrollada se llevó a cabo utilizando el lenguaje de programación python y una base de datos compuesta por 75 tipos diferentes de materiales que se han categorizado en 7 regiones (metales, cerámicas, polímeros, elastómeros, naturales, espumas y compuestos) con sus respectivas propiedades mecánicas y térmicas ( Módulo de Young, densidad, resistencia mecánica, conductividad térmica, expansión térmica y temperatura máxima de servicio). Para realizar los gráficos Ashby, el código primero genera diagramas de burbujas en escala de logaritmo usando el rango de valores de dos propiedades deseadas, y luego, estos diagramas se agrupan en regiones a través de una envolvente que se crea usando geometría analítica. Para la validación de la plataforma y la metodología, los resultados obtenidos de los gráficos de Ashby se compararon con los gráficos proporcionados por el software CES Edupack 2017, a partir de ahí, el porcentaje de diferencias entre el modelo desarrollado y los gráficos de referencia se encontraban entre el 2,8% y el 15%. En consecuencia, los gráficos de Ashby obtenidos con el código propuesto son adecuados para su uso en la selección de material.