|
1.
Descrierea sintetica a rezultatelor obtinute in perioda raportata si
incadrarea activitatilor in obiectivul specific al proiectului 1.1.
Participarea si
contributia partenerilor in realizarea etapelor Prezentam, mai jos, contributiile partenerilor
la elaborarea lucrarilor
Lucrari elaborate, de unde, de asemenea, rezulta parteneriatul din
cadrul contractului.
3. Ioan R. Ciric2), Florea I. Hantila1), and
Mihai Maricaru 1), Novel Solution to Eddy-Current Heating of Ferromagnetic Bodies with
Nonlinear B-H Characteristic Dependent on Temperature lucrare trimisa la COMPUMAG 2007. 1)Catedra de Electrotehnica, Universitatea Politehnica Bucuresti, Romania; 2)
Electrical and Computer Engineering Department, The 3)Institutul de Cercetari pentru Industria Electrotehnica ICPE-SA,
Romania Din prezentaea lucrarilor de mai sus, rezulta si colaborarea
internationala cu University of Manitoba din Winnipeg, Canada. 1.2. Nivelul stiintific, tehnic si
calitativ atins in stadiul respectiv Principlele obiective propuse in proiect sunt: ·
Metode de
solutionarea problemei de curenti turbionari. Vom lua in considerare
neliniaritatea caracteristicii B-H, dependenta ei de temperatura
si evolutia in timp a surselor de camp. Vom utiliza metoda de punct fix a
polarizatiei (PFPM), care va permite dezvoltarea unor tehnici de analiza
Fourie, pentru medii neliniare. Pentru iteratiile PFPM se vor dezvolta metode
hibride (Element finit Element de frontiera) si metode bazate pe ecuatia
integrala a curentilor turbionari. ·
Metode stabile de
solutionare a difuziei termice. Se va
tine cont de schimbarea de faza si de evolutia in timp a conditiilor de
frontiera. ·
Procedee de
solutionare a problemei cuplate EM-T. Se va determina evolutia
suprafetei de solidificare. ·
Analiza influentei unui camp magnetic
suplimentar, constant in timp. ·
Analiza
microstructurii pieselor. In
raport cu principalele obiective prezentate, au fost obtinute rezultate de inalt
nivel stiintific, originale, prezentate la importante manifestari
stiintifice, apreciate de specialistii
din tara si din strainatate, acceptate spre publicare in reviste de
prestigiu. Pentru prima data a fost propusa o procedura de calcul al campului
electromagnetic periodic, in medii feromagnetice neliniare. A fost
demonstrata convergenta procedurii si a fost elaborat un pachet de programe. De
asemenea au fost dezvoltate metode hibride FEM-BEM si metode bazate pe
ecuatia integrala a curentilor turbionari. Pentru prima data, au fost
elaborate metode care permit aplicarea metoei ecuatiei integrale a curentilor
turbionari la medii neliniare si parametrice (vezi lucrarea /3/). Procedurile
elaborate permit cuplarea problemelor de camp electromagnetic cu cel de
difuzie termica, permitand analiza incalzirii pieselor inainte si dupa
punctele Curie si de topire. A fost elaborat un amplu studiu privind
proprietatile termice ale metalelor, proceselor de solidificare, structurii de
solidificare, calității materialelor
solidificate. 1.3.
Caracteristici
tehnice (performante) obtinute, comparativ cu cele mentionate in documentatia
de contractare Pentru
prima data a fost propusa o procedura de calcul al campului electromagnetic
periodic, in medii feromagnetice neliniare. A fost demonstrata convergenta
procedurii si a fost elaborat un pachet de programe. Exemplul, raportat si in
lucrarea /1/, propune un corp feromagnetic W de sectiune
dreptunghiulara 10x20mm in vecinatatea
unei bobine 4x12 mm cu 200 spire, parcursa de un curent de 50A la frecventa de 50Hz (Fig.1). Caracteristica
B-H
este puternic neliniara, avand permeabilitati relative diferentiale intre 1.3
si 11374 (Fig.2). Dependenta de timp a inductiei magnetice si
continutul ei de armonice, in punctul P
din Fig.1 sunt date in Fig.3 si Fig.4. De
asemenea au fost dezvoltate metode hibride FEM-BEM si metode bazate pe
ecuatia integrala a curentilor turbionari. Exemplul de calcul propune corpul din Fig.5.,
care are permeabilitatea magnetica relativa Procedurile
elaborate permit cuplarea problemelor de camp electromagnetic cu cel de
difuzie termica, permitand analiza incalzirii pieselor inainte si dupa
punctele Curie si de topire. A fost elaborat un amplu studiu privind proprietatile
termice ale metalelor, proceselo de solidificare, structurii de solidificare, calității materialelor solidificate.
1.4.
Compararea
indicatorilor realizati cu indicatorii propusi Indicatorii
realizati sunt in concordanta cu cei popusi. Putem sa apreciem ca dispunem de
pachete de programe care permit solutionarea problemelor de curenti
turbionari in medii liniare si neliniare (FEM, metode ibride FEM-BEM, ecuatia
integrala a curentilor turbionari) si cuplarea acestora cu programe de ifuzie
termica, specifice dispozitivelor de soliificare controlata. 1.5.
Modul de valorificare a)
Produsele cele mai important al cercetarilor din anul
2006 sunt pachetele de programe bazate pe ecuatie integrala a curentilor
turbionari, aplicate la medii neliniare si parametrice, cele bazate pe
metodele hibride FEM-BEM, care permit solutionarea problemelor de curenti
turbionari si de difuzie termica prin utilizarea aceleiasi retele de
discretizare.. b)
O parte din rezultatele cercetarii au fost comunicate
la importante conferinte internationale sau nationale (vezi pct.1) si au fost
acceptate spre publicare in reviste de mare prestigiu (IEEE Transaction on
Magnetics). c)
Au fost stabilite colaborari internationale in
domeniul subiectului contractului de cercetare. 1.6
. Efectele
economice, in raport cu activitatile realizate si obiectivul contractului In general, procesul
de solidificare se dezvolta dendritic, avand puncte aleatorii de initiere a
procesului de germinare (de ex. impuritati). Rezulta o
microstructura în care pot aparea tensiuni
interne, care, la randul lor, conduc la dezvoltarea unor microfisuri. Reducerea
acestui dezavantaj se poate face prin producerea unui camp de temperaturi
controlat, astfel incat evolutia structurii fazei solide sa poata fi
dirijata. Se pot obtine astfel piese cu proprietati remarcabile. Producerea
unui camp de densitati de curent este singura metoda de a genera surse de
caldura in volumul piesei. Acest camp poate fi creat direct (galvanic) sau
indus prin camp electromagnetic variabil in timp, a doua solutie fiind
preferata, de cele mai multe ori. Cateva din marile dificultati ce apar la rezolvarea numerica a problemei de camp
electromagnetic, cuplat cu cel termic (EM-T) sunt: evolutia in timp a
locatiei surselor de camp electromagnetic (bobinele inductoare) si a
conditiilor de frontiera pentru difuzie termica (sistemele de racire), neliniaritatea relatiei B-H
atunci cand temperatura scade sub punctul Curie, caldura latenta de
solidificare, dependenta de temperatura a relatiei B-H si a
rezistivitatii. Cel
mai important efect economic al acestui proiect consta in solutionarea
numerica a ecuatiilor ce descriu procedeele de turnare dirijata, care permit
obtinerea uno piese cu structura controlata, avnd calitati mecanice ridicate.
Prima etapa in cadrul acestor cercetari a fost dedicata studiului influenței
condițiilor de solidificare asupra microstructurii pieselor turnate si
solutionarii prblem3elor de curenti turbionari in piesele a caror parametri
fizii neliniari depind puternic de temperatura. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2. Aspecte relevante privind respectarea
documentelor de planificare Au fost respectate documentele de planificare |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
. Campul electromagnetic este produs de o bobina cu 100A
spire. Liniile de camp sunt desenate in Fig.5, iar distributia pierderilor
specifice, in axa mediana, in Fig.6.
