Non destructive evaluation based on time stepping finite element electromagnetic fields and mechanical structural deformation coupling models

• Autorzy: Abba Faiza , Rachek M’hemed

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2020.07.25

Warianty tytułu

PL

Metoda badań nieniszczących bazująca na analizie pola elektromagnetycznego, i związku między deformacją mechaniczną a prądami wirowymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deal with high sensitive Non Destructive Testing of ferromagnetic materials based on the maximum mechanical structural deformation versus maximum eddy current electromagnetic force behaviors. Both physical quantities are computed from the transient electromagnetic fields and mechanical structural deformations models solved using the finite element method combined with the Newton–Raphson (N–R) algorithm. The proposed models are applied for an electromagnetic actuator (EMAs) evaluation through the comparison between the maximum deformation-maximum force profiles for healthy and geometrical defect cases under various lift-offs.

PL

W artykule przestawiono czułą metodę defektoskopii materiałów ferromagnetycznych bazującą na związku miedzy deformacją I prądami wirowymi. Do analizy defektów struktury wykorzystano metodę elementów skończonych oraz algorytm Newtona-Raphsona.

Słowa kluczowe

EN

finite element method; structural mechanical deformation; non linear magnetic materials; non destructive evaluation

PL

defektoskopia wiroprądowa; metoda elementów skończonych (FEM); prąd wirowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 96, nr 7
• Strony: 135--140
• Opis fizyczny: Bibliogr.14 poz., rys., tab

Twórcy

autor

Abba Faiza

• Department Electrotechnics, Mouloud Mammery University of Tizi-Ouzou ,BP 15000,Algeria

autor

Rachek M’hemed

• Department Electrotechnics, Mouloud Mammery University of Tizi-Ouzou ,BP 15000,Algeria

Bibliografia

• [1] Belahcen A., Vibration of Rotating Electrical Machines due to Magnetomechanical coupling and Magnetostriction, IEEE Transactions on Magnetics., 42 (2006), No.4, 974-974.
• [2] Podhajecki J.,Mlot A., Korkosz M., Resina E., Arrkio A.;Comparison Vibration due to Maxwell Forces and Magnetostriction in BLDC Motors, Przegląd Elektrotechniczny(Elecrical review)., 62 (2008), No. 28, 325- 330.
• [3] Pengpeng S., Xiaojing Z., Magnetic Charge Model for 3D MMM Signals, Non desructive Testing and Evaluation ., 31 (2016), No. 1, 45-60
• [4] Hilgert T., Vandevelde L., Melkebeek J., Magnetostriction Measurements on Electrical Steels by Means of Strain Gauges and Numerical Applications, Przegląd Elektrotechniczny(Elecrical review)., 81 (2005), No. 5, 87-91.
• [5] Aydin U., Rasilo P., Martin F., Singh D., Daniel L., Belahcen A., Arrkio A; Magneto-Mechanical Modeling of Electrical Steel Sheets, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Journal of Magnetism and Magnetic Materials., 439 (2017),82-90.
• [6] Fonteyn K., Belahcen A., Kouhia R., Rasilo P.,Arkkio A., FEM for Directly Coupled Magneto-Mechanical Phenomena in Electrical Machines, IEEE Trans. Magn., 46 (2010), No. 8, 2923-2926.
• [7] Marzouki T., Rachek M., Finite Element Method Applied to the Modellig and Analysis of Induction Motors, In: Numerical Modelling. Intech Open, 2012.
• [8] Isfahani A. H., Vaez-Zadeh S.,Khodabakhsh A. N., Calculation of Maximum short Circuit Electromagnetic Forces in the IPB using time Stepping Finite Element Method,Przegląd Elektrotechniczny(Elecrical review)., 85 (2009), No. 7, 31-35
• [9] Arrkio A., P ike G.E., Analysis of Induction Motors Based on the Numerical Solution of the Magnetic Field and Circuit Equations, Ph.D.dissertation, Helsinki University of Technology,.1987.
• [10] Lee S.H.; He, X.; Kim, D.K.; Elborai, S.; Choi, H.S. Park, I.H.; Zahn, M., Evaluation of the Mechanical Deformation in Incompressible Linear and Nonlinear Magnetic Material Using Various Electromagnetic Force Density Methods, J.Appl. Phys., 97 (2005), No. 10, 10E108.
• [11] Clausse B., Modélisation des Traducteurs Electromagnetiques Acoustiques (EMAT) pour le Controle Non-Destructif (CND) de Milieux Ferromagnétiques, Ph.D.Thesis, University Paris- SACLAY, 2018.
• [12] Belahcen A., Magneoelasticity, Magnetic Forces and Magnetostriction in Electrical machines, Ph.D.Thesis,Helsinki University of Technologie, 2004.
• [13] Ren Z.; Ionescu B.; Besbes M.; Razek A., Calculation of Mechanical Deformation of Magnetic Materials in Electromagnetic Devices, IEEE Trans. Magn., 31 (1995), 1873- 1876.
• [14]Galopin N., Azoum K., Besbes M., Bouillault F., Daniel L., HubertO., Alves F., P i ke G.E., Caractérisation et Modélisation des Déformations Induites par les Forces Magnétiques et par la Magnétostriction, Revue internationale de génie électrique. 9 (2006), No. 4, 499-514

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).