Energy-based models for the magneto-elastic behavior of ferromagnetic materials
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Título principal
Energy-based models for the magneto-elastic behavior of ferromagnetic materials [recurso eletrônico] / Luiz Guilherme Luttke Gonc¸alves da Silva ; orientadores, Laurent Bernard, Laurent Daniel
Data de publicação
2024
Descrição física
180 p. : il.
Nota
Disponível somente em versão on-line.
Tese (doutorado) – Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, 2024.
Tese de Doutoramento em Engenharia Elétrica em acordo de cotutela entre a Université Paris-Saclay e o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina.
Inclui referências.
Energy-based models for the magneto-elastic behavior of ferromagnetic materials [recurso eletrônico] / Luiz Guilherme Luttke Gonc¸alves da Silva ; orientadores, Laurent Bernard, Laurent Daniel
Data de publicação
2024
Descrição física
180 p. : il.
Nota
Disponível somente em versão on-line.
Tese (doutorado) – Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette, 2024.
Tese de Doutoramento em Engenharia Elétrica em acordo de cotutela entre a Université Paris-Saclay e o Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Santa Catarina.
Inclui referências.
Os materiais ferromagneticos apresentam magnetizac¸ ´ ao e deformac¸ ˜ ao de magnetos- ˜ tric¸ao que dependem fortemente do campo magn ˜ etico e da tens ´ ao mec ˜ anica. Esse compor- ˆ tamento acoplado pode ser utilizado para projetar sensores magneticos para avaliac¸ ´ ao n ˜ ao- ˜ destrutiva, e maquinas el ´ etricas de alta efici ´ encia. Algumas caracter ˆ ´ısticas do comportamento magnetico s ´ ao a histerese, a anisotropia e a sensibilidade ao estado mec ˜ anico. Medic¸ ˆ oes experi- ˜ mentais evidenciam a influencia dos carregamentos mec ˆ anicos na magnetizac¸ ˆ ao e na deformac¸ ˜ ao˜ de magnetostric¸ao, e diferentes comportamentos s ˜ ao observados quando se aplicam cargas ˜ magneto-elasticas est ´ aticas ou din ´ amicas. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo ˆ de histerese magneto-elastica no qual as limitac¸ ´ oes normalmente encontradas em modelos da ˜ literatura sao tratadas. A modelagem ˜ e feita pela associac¸ ´ ao de um modelo anister ˜ etico multies- ´ cala com uma abordagem energetica da histerese magn ´ etica. Os par ´ ametros do modelo para os ˆ comportamentos revers´ıveis e irrevers´ıveis sao identificados a partir da caracterizac¸ ˜ ao uniaxial ˜ sob tensoes mec ˜ anicas. Al ˆ em disso, s ´ ao apresentados resultados experimentais sob diversos ˜ carregamentos magneto-elasticos de forma a testar as capacidades preditivas da modelagem. O ´ modelo e inicialmente desenvolvido para representar o comportamento magneto-el ´ astico sob ´ tensao mec ˜ anica constante, levando em conta o car ˆ ater multiaxial dos carregamentos, os efeitos ´ da textura cristalografica, o efeito da tens ´ ao mec ˜ anica no campo coercitivo, o comportamento ˆ nao-monot ˜ onico da permeabilidade em func¸ ˆ ao da tens ˜ ao mec ˜ anica, e a queda das perdas por his- ˆ terese sob campo girante proximo ´ a saturac¸ ` ao. O modelo ˜ e analisado em diversas configurac¸ ´ oes ˜ complexas com resultados satisfatorios. Uma abordagem semelhante ´ e desenvolvida para repre- ´ sentar a histerese magneto-elastica sob campo magn ´ etico constante e tens ´ ao mec ˜ anica vari ˆ avel. ´ Esses dois modelos baseados no balanc¸o energetico s ´ ao termodinamicamente consistentes, com ˜ parametros identificados a partir de medic¸ ˆ oes uniaxiais, e podem representar o comportamento ˜ magnetico em configurac¸ ´ oes complexas (3D). Por fim, dois modelos s ˜ ao propostos para con- ˜ siderar variac¸oes simult ˜ aneas no campo magn ˆ etico e na tens ´ ao mec ˜ anica. Suas limitac¸ ˆ oes s ˜ ao˜ discutidas, e poss´ıveis melhorias sao apresentadas como perspectivas para este trabalho.