Étude des déformations magneto-élastiques dans les matériaux ferromagnétiques doux : application à l'étude des déformations d'une structure de machine électrique

par Laurent Hirsinger

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de René Billardon.

Soutenue en 1994

à Paris 6 .

mots clés

• Machines électriques
• Magnétoélasticité

Résumé

Les déformations induites par les champs magnétiques dans des matériaux ferromagnétiques constituent l'une des sources du bruit émis par les machines électriques. L'identification quantitative de ces déformations représente un problème inverse délicat: elles correspondent a deux mécanismes différents viz. , des déformations dues a des efforts d'origine electromagnetique et des déformations dites de magnétostriction. Une première analyse bibliographique de plusieurs formulations des efforts d'origine electromagnetique tente de justifier le choix de celle d'eringen & maugin. La deuxième partie de ce travail est consacrée a l'étude magneto-elastique expérimentale et analytique ou numérique de deux structures de géométries différentes (tore sous champ magnétique circonférentiel et plaque sous champ quasi uniaxial) mais constituées du même matériau (fer pur armco). Cette analyse constitue une tentative de validation expérimentale, d'une part de la formulation des efforts d'origine electromagnetique choisie, et d'autre part, de l'hypothèse de partition faite dans cette étude entre déformations induites par ces efforts et déformations de magnétostriction pure. Dans un troisième temps, le formalisme thermodynamique, une formulation variationnelle et les analogies entre les problèmes magnétique et thermique stationnaires sont utilises pour faire une classification des couplages entre phénomènes mécaniques, thermiques et electromagnetiques, et pour développer dans le programme de calcul industriel par éléments finis castem 2000 un outil d'analyse magneto-mecanique couplee de structures planes ou axisymétriques en matériaux aux comportements mécanique élastique linéaire et magnétique réversible non linéaire. L'application a une structure de moteur électrique a courant continu a aimants est menée et les résultats sont compares a des mesures faites sur une maquette instrumentée

Titre traduit

Study of magneto-elastic strains in soft ferromagnetic materials. Application to the analysis of the deformations of an electric machine

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