Characterization of magnetoelastic materials and its application to vibration control
- Autores: Angel Luis Morales Robredo
- Directores de la Tesis: José Manuel Chicharro Higuera (dir. tes.), Publio Pintado Sanjuán (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2009
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Marco Antonio Lopez de la Torre Hidalgo (presid.), Gloria Patricia Rodriguez Donoso (secret.), Timothy Paul Waters (voc.), Ana Isabel Bayon Rojo (voc.), Félix José Salazar Bloise (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La caracterización y aplicación de materiales magnetoelásticos a problemas de control de vibraciones se afronta en esta tesis. Aunque este tema ha sido ampliamente estudiado desde el siglo XIX, y a pesar del hecho de que este tipo de materiales presentan un interés muy actual debido a su uso como materiales inteligentes en numerosos campos de la ciencia y la tecnología, aún hay espacio para nuevas investigaciones en este campo, especialmente en temas concernientes a la medida y aplicación de los efectos ¿E y ¿¿.
A lo largo de este trabajo pueden encontrarse numerosas contribuciones. En primer lugar, un nuevo sistema experimental para la medida de los efectos ¿E y ¿¿, simultáneamente, ha sido desarrollado con profundidad los tres materiales ferromagnéticos clásicos: níquel, cobalto e hierro, y también Terfenol-D, una aleación especial que muestra una gran respuesta magnetoelástica. En tercer lugar, la influencia de las tensiones internas en los efectos ¿E y ¿¿ ha sido estudiada por medio de diferentes tratamientos térmicos aplicados a especímenes de níquel. Y en cuarto lugar, los materiales más adecuados respecto a sus efectos ¿E y ¿¿ fueron seleccionados y aplicados a novedosos modos de control de vibraciones.
Los resultados obtenidos en las diferentes partes de esta tesis son, en nuestra humilde opinión, muy valiosos. Respecto al nuevo sistema experimental, las mejoras confieren al método notables ventajas sobre otras técnicas, como ausencia de interacción mecánica o magnética con la muestra, alta precisión y resolución en campo magnético, rapidez de medición, preparación de la muestra no necesaria, posibilidad de estudio de la dependencia de la tensión, plena automatización e integración de las fases de medida y post-procesado. Respecto de la medida de los efectos ¿E y ¿¿, nuestros resultados están de acuerdo con la literatura pero proporcionan una mayor precisión. El Terfenol-D muestra el mayor efecto ¿E (95%), seguido muy de lejos por el níquel (3,75%), cobalto (0,60%) e hierro (0,22%), mientras que el efecto ¿¿ es elevado en todos los casos (40% en la mayoría de los casos, 80% en níquel). Respecto la influencia de las tensiones internas, se afirma que los tratamientos de recocido conducentes a menores tensiones internas maximizan el comportamiento magnetoelástico del material, como en el caso del níquel donde los efectos ¿E y ¿¿ fueron maximizados desde un 3,75% hasta un 13% y desde un 80% hasta un 99,99%, respectivamente. Finalmente, respecto al problema del control de vibraciones, se probaron dos estrategias diferentes: control pasivo y control pasivo-adaptativo. Ambos métodos muestran resultados excelentes en términos de reducción del tiempo de establecimiento en vibración libre (63% con níquel recocido) y en términos de reducción del factor de amplificación en vibración forzada (34% con níquel recocido y 53% con Terfenol-D).
