Matériau doux isotrope : Hystérésis Jiles-Atherton vectoriel

Introduction

Dans Flux, il est possible de prendre en compte la rémanence d'un matériau à travers un modèle de matériaux de type « hystérésis ». Cela permet d'avoir une meilleure précision, notamment pour le calcul des pertes fer.

Les applications typiques sont les actionneurs linéaires, les actionneurs avec entrefers petits, les dispositifs avec tores etc.

Modèle hystérétique dans Flux

Il s'agit d'un modèle de matériaux hystérétique isotrope, vectoriel et statique* de Jiles-Atherton (J-A).

Il est défini par les 5 paramètres rentrés par l'utilisateur, présentés dans le tableau ci-dessous.

Il est accessible en application « magnétique transitoire » en 2D et 3D.

Paramètre	Propriété physique
Msat	Aimantation à saturation
a	Facteur de forme pour l'aimantation anhystérétique
k	Coefficient d'accrochage des parois
c	Coefficient lié aux mouvements réversibles des parois
α	Paramètre de champ moyen représentant le couplage entre domaines

Tableau 1. Les cinq paramètres du modèle de Jiles-Atherton

Note: * Des travaux sont en cours pour modéliser l'hystérésis en dynamique dans Flux.

Avantages du modèle J-A vectoriel

L'avantage du modèle vectoriel par rapport au modèle scalaire, est qu'il permet d'étudier des applications avec champ tournant.

L'avantage du modèle J-A est qu'il est défini par uniquement 5 paramètres, et en plus il s'agit de paramètres physiques du matériau (contrairement au modèle Preisach, fondé sur la description mathématique).

Références

Le modèle implémenté dans Flux a été établi par Johan Gyselinck et Ruth V. Sabariego. Pour plus d'informations techniques sur le modèle, consulter leurs deux articles:

J. Gyselinck, P. Dular, N. Sadowski, J. Leite and J.P.A. Bastos, “Incorporation of a Jiles-Atherton vector hysteresis model in 2D FE magnetic field computations – Application of the Newton-Raphson method”, COMPEL, vol. 23, no. 3, pp. 685–693, 2004.
J. Gyselinck, L. Vandevelde, J. Melkebeek and P. Dular, “Complementary two-dimensional finite element formulations with inclusion of a vectorized Jiles-Atherton model”, COMPEL, vol. 23, no. 4, pp. 959–967, 2004.