Please use this identifier to cite or link to this item:
https://thuvienso.tuetech.edu.vn:8080/jspui/handle/123456789/448| Title: | Dự đoán mô-men xoắn trong khoan lỗ sâu: Mạng nơ-ron nhân tạo so với mô hình hồi quy phi tuyến tính |
| Other Titles: | Torque Prediction In Deep Hole Drilling: Artificial Neural Networks Versus Nonlinear Regression Model |
| Authors: | Chu, Ngoc Hung Nguyen, Hoai Nam Nguyen, Van Du Nguyen, Dang Binh |
| Keywords: | torque prediction deep hole drilling artificial neural networks (ANN) |
| Issue Date: | 2025 |
| Publisher: | Taylor & Francis Group, LLC |
| Series/Report no.: | APPLIED ARTIFICIAL INTELLIGENCE 2025, VOL. 39, NO. 1, e2459482; |
| Abstract: | One of the main challenges when drilling small and deep holes is the difficulty of chip evacuation. As the hole depth increases, chips tend to become tightly compressed, causing chip jamming. It leads to a rapid increase in cutting forces and strong random fluctuations. The discontinuous chip evacuation process makes the cutting force signal strongly nonlinear and random, making it difficult to predict accurately. In this paper, we have developed a two-layer artificial neural network (ANN) model for training using the Levenberg-Marquardt algorithm to predict torque during deep drilling. Unlike many previous studies, this model uses hole depth as an input vector element instead of hole diameter. The model has been validated through experiments drilling AISI-304 stainless steel with hole depth-todiameter ratios of 8 under continuous drilling conditions with ultrasonic-assisted vibration. The performance of the ANN model was compared with the exponential model and evaluated by the MAPE index. Results show that the ANN model has better predictive capability, the average MAPE value approximately four times smaller and higher reliability with a standard deviation approximately 3.5 times smaller than the exponential function model. This model can be further refined to predict torque for drilling deep holes for future studies. |
| Description: | Một trong những thách thức chính khi khoan các lỗ nhỏ và sâu là khó khăn trong việc thoát phoi. Khi độ sâu lỗ tăng lên, phoi có xu hướng bị nén chặt, gây kẹt phoi. Điều này dẫn đến lực cắt tăng nhanh và dao động ngẫu nhiên mạnh. Quá trình thoát phoi không liên tục làm cho tín hiệu lực cắt trở nên phi tuyến tính và ngẫu nhiên mạnh, gây khó khăn cho việc dự đoán chính xác. Trong bài báo này, chúng tôi đã phát triển một mô hình mạng nơ-ron nhân tạo (ANN) hai lớp để huấn luyện sử dụng thuật toán Levenberg-Marquardt nhằm dự đoán mô-men xoắn trong quá trình khoan sâu. Không giống như nhiều nghiên cứu trước đây, mô hình này sử dụng độ sâu lỗ làm phần tử vectơ đầu vào thay vì đường kính lỗ. Mô hình đã được kiểm chứng thông qua các thí nghiệm khoan thép không gỉ AISI-304 với tỷ lệ độ sâu lỗ trên đường kính là 8 trong điều kiện khoan liên tục với rung động siêu âm trợ giúp. Hiệu suất của mô hình ANN đã được so sánh với mô hình hàm mũ và được đánh giá bằng chỉ số MAPE. Kết quả cho thấy mô hình ANN có khả năng dự đoán tốt hơn, giá trị MAPE trung bình nhỏ hơn khoảng bốn lần và độ tin cậy cao hơn với độ lệch chuẩn nhỏ hơn khoảng 3,5 lần so với mô hình hàm mũ. Mô hình này có thể được cải tiến hơn nữa để dự đoán mô-men xoắn khi khoan lỗ sâu cho các nghiên cứu trong tương lai. |
| URI: | https://thuvienso.tuetech.edu.vn:8080/jspui/handle/123456789/448 |
| ISSN: | (Print) (Online) Journal homepage: www.tandfonline.com/journals/uaai20 |
| Appears in Collections: | Bài báo quốc tế |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Torque Prediction In Deep Hole Drilling Artificial Neural Networks Versus Nonlinear Regression Model.pdf | Dự đoán mô-men xoắn trong khoan lỗ sâu: Mạng nơ-ron nhân tạo so với mô hình hồi quy phi tuyến tính | 2.53 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.