بررسی اثر ابعاد بر برداشت کننده ی انرژی با آلیاژ حافظه دار مغناطیسی در دو پیکربندی مختلف

در این مقاله، مدل ساختاری پایه ترمودینامیکی برای مدلسازی رفتار آلیاژ حافظه دار مغناطیسی طی اعمال کرنش در یک سیستم برداشت کننده انرژی بکار برده شده است. در این سیستم با اعمال کرنش به آلیاژ، مغناطش داخلی آن تغییر کرده و در نتیجه شار اطراف آن تغییر می کند. با قرار دادن یک سیم پیچ می توان این تغییر شار را به ولتاژ تبدیل نمود. برای بررسی اثر تغییر ابعاد در انرژی استحصالی، فاکتور مغناطیس زدائی برای ابعاد مختلف از رابطه تحلیلی مواد فرومغناطیسی مکعب مستطیل محاسبه و نتایج با داده های مرجع راستی آزمایی شده اند. با استفاده از این رابطه اثر تغییر ابعاد در مقادیر فاکتور مغناطیس زدائی بررسی شده اند. با افزایش ضخامت آلیاژ، فاکتور مغناطیس زدائی در راستای طولی بیشتر و در راستای عرضی کمتر می شود در حالیکه این فاکتور برای هردو راستا با افزایش عرض قطعه افزایش می یابد. مدل ساختاری آلیاژ برای پیکربندی که سیم پیچ برداشت کننده دور آلیاژ پیچیده می شود و برای پیکربندی که از هسته فرومغناطیسی برای هدایت شار استفاده می شود، بکار برده شده است. شبیه سازی در ضخامت های مختلف آلیاژ نشان می دهد افزایش ضخامت در پیکربندی که سیم پیچ دور آلیاژ قرار دارد باعث افزایش ولتاژ بصورت خطی می شود در صورتیکه برای پیکربندی -هسته دار افزایش ضخامت در ضخامت های کم باعث افزایش ولتاژ و در ضخامت های زیاد افزایش کمتر ولتاژ رادر پی دارد. با افزایش عرض آلیاژ، هردو پیکربندی افزایش ولتاژ خطی دارند اگرچه در سیستم هسته دار شیب خط افزایش ولتاژ بیشتر است. افزایش طول هم بدون اینکه در ولتاژ خروجی پیکربندی با سیم پیچ دور آلیاژ تغییری ایجاد کند باعث افزایش ولتاژ خروجی سیستم هسته دار می شود.

کلیدواژه ها:

Magnetic shape memory alloy ، Energy harvesting ، Demagnetization factor ، Magnetic circuit ، آلیاژ حافظه دار مغناطیسی ، برداشت انرژی ، فاکتور مغناطیس زدائی ، مدار مغناطیسی