Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/5988
Type: Tese
Title: Modelagem constitutiva de ligas magnéticas com memória de forma
Author(s)/Inventor(s): Souza, Vandré Ferreira de
Advisor: Savi, Marcelo Amorim
Abstract: As ligas magnéticas com memória de forma (MSMAs, do inglês “Magnetic Shape Memory Alloys”) têm a capacidade de se deformar sob atuação de um campo magnético, de tensão ou de temperatura, podendo ser atuada em altas frequências e oferecendo a opção de controle remoto. Essas características fazem das MSMAs uma potencial candidata para as novas gerações de sensores e atuadores que combinam grandes deslocamentos/forças e altas frequências. O objetivo deste trabalho é propor um novo modelo constitutivo baseado em variáveis internas capaz de descrever o comportamento fenomenológico das MSMAs. A formulação do modelo é desenvolvida no âmbito da mecânica do contínuo e da termodinâmica, definindo um potencial de energia livre com quatro fases macroscópicas. O modelo contempla ainda o efeito da energia de Zeeman considerada para incorporar o comportamento magnético e um procedimento numérico proposto para lidar com as não linearidades. Os fenômenos de transformação de fase e reorientação martensítica são contemplados pela formulação e o efeito das deformações induzidas por temperatura, tensão e campo magnético são mostrados nas simulações com o intuito de evidenciar a capacidade do modelo de capturar o comportamento termo-magneto-mecânico geral das MSMAs. A validação do modelo é feita comparando os resultados numéricos obtidos através do modelo com resultados experimentais disponíveis na literatura.
Abstract: Magnetic shape memory alloys (MSMAs) have the ability to deform under thermo, mechanical or magnetic fields actuation, offering the option of contactless control for high excitation frequencies. These characteristics make MSMAs a potential candidate for a new generation of sensors and actuators that produce large stroke/force and high opeeration frequency. This work concerns with a novel constitutive model based on internal variables that describe the phenomenological behavior of MSMAs. The model formulation is developed within the framework of continuum mechanics and thermodynamics, defining a mixture for the free energy potential based on four macroscopic phases. Zeeman effect is considered to incorporate the magnetic behavior. A numerical procedure is proposed to deal with the nonlinearities of the model. Model predictions are presented for different loadings, thermomechanical and magnetic phase transformations and reorientation. Numerical simulations are carried out showing the model capabilities and comparisons with experimental data available in the literature attest its ability to capture the general thermo-magneto-mechanical behavior of MSMAs.
Keywords: Metais
Materiais magnéticos
Modelagem de equações estruturais
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Sep-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/5988
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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