Magnetic shape-memory alloys: thermomechanical modelling and analysis

Roubíček, Tomáš; Stefanelli, Ulisse

doi:10.1007/s00161-014-0339-8

Cited by 17 publications

(15 citation statements)

References 76 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Counting this analogy, one can assembly a model from already existing particular models for the martensitic transformation of the Souza-Aurichio type as e.g. in [1,27], for the ferro-to-para magnetic transformation as in [36] in combination (and ignoring gyromagnetic effects) as in [46], and for the metal/hydride transformation under diffusion as above in (3.10). When considering the magnetic variation slow and thus neglecting all induced electrical effects and when neglecting also the self-induced demagnetising field, one can consider the (vector-valued) phase field χ = (λ, m) composed from the volume fraction λ related to the metal/hydride transformation and m the magnetization vector.…”

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

“…Now κ 1 2 |∇χ| 2 occurring in (3.4) involves also κ 1 2 |∇m| 2 which is called an exchange energy in magnetism. Further considerations may go beyond the ansatz in Section 2 by involving global effects through a demagnetising field as in [36,Remark 11] or dynamical electro-magnetic effects including Joule heating through the Maxwell system possibly in an eddy-current approximation as in [46]. Example 3.4 (Water and heat propagation in concrete) An important application in civil engineering is water/vapor and heat transport in concrete undergoing damage and creep.…”

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

“…c or d is void (not used). For example magnetostriction in magnetic shape-memory alloys as in [46] with no damage and no diffusion, or plasticity in metals with damage but no diffusion, and or a combination of inelastic processes with some more complex rhelogies involving additional internal variables in χ as eg. Jeffreys' model involving a creep strain, i.e.…”

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Thermomechanics of damageable materials under diffusion: modelling and analysis

Roubíček

Tomassetti

2015

Z. Angew. Math. Phys.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

We propose a thermodynamically consistent general-purpose model describing diffusion of a solute or a fluid in a solid undergoing possible phase transformations and damage, beside possible visco-inelastic processes. Also heat generation/consumption/transfer is considered. Damage is modelled as rate-independent. The applications include metalhydrogen systems with metal/hydride phase transformation, poroelastic rocks, structural and ferro/para-magnetic phase transformation, water and heat transport in concrete, and, if diffusion is neglected, plasticity with damage and viscoelasticity, etc. For the ensuing system of partial differential equations and inclusions, we prove existence of solutions by a carefully devised semi-implicit approximation scheme of the fractional-step type.

show abstract

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

Section: Example 33 (Magnetic and Hydride Transformations In Intermementioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Thermomechanics of damageable materials under diffusion: modelling and analysis

Roubíček

Tomassetti

2015

Z. Angew. Math. Phys.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Ферромагнитные сплавы Гейслера, в которых наблюдается эффект памяти формы, относятся к классу функциональных (интеллектуальных) материалов [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14]. Конструкции из таких материалов могут существенно изменять свою конфигурацию под действием внешних тепловых, магнитных или электрических полей.…”

Section: Introductionunclassified

“…Выделяют два различных физических механизма, ответственных за инициирование больших деформаций (до 10 %) в ферромагнитных сплавах с памятью формы под действием внешних сил и магнитных полей. Один из них связан с восстановлением структурных доменов в мартенситной фазе и наблюдается в монокристаллических материалах или сильно текстурированных поликристаллических образцах [1][2][3][4][5][6][7][8][9]. При отсутствии приложенной механической нагрузки прямое фазовое превращение из кубической высокотемпературной фазы (аустенит) в тетрагональную низкотемпературную фазу (мартенсит) приводит к образованию сдвойникованных вариантов мартенситного состояния (структурные домены).…”

Section: Introductionunclassified

Numerical Simulation of the Phase Transition Control in Torsion of a Hollow Cylinder Made of Heusler Alloy

2019

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Роговой А.А., Столбова О.С. Численное моделирование процесса управления фазовым переходом при кручении полого цилиндра из сплава Гейслера // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Rogovoy A.A., Stolbova O.S. Numerical simulation of the phase transition control in torsion of a hollow cylinder made of heusler alloy. Институт механики сплошных сред УрО РАН, Пермь, Россия О СТАТЬЕ АННОТАЦИЯ Получена: 4 апреля 2019 г. Принята: 17 сентября 2019 г. Опубликована: 17 октября 2019 г.Рассматриваются ферромагнитные сплавы с эффектом памяти формы (сплавы Гейслера), испытывающие фазовый переход из высокотемпературной кубической фазы (аустенит) в низкотемпературную тетрагональную фазу (мартенсит) в ферромагнитном состоянии. В этих сплавах в процессе прямого температурного фазового перехода из аустенитного состояния в мартенситное возможны генерации значительных макроскопических деформаций за счет приложения механических напряжений. Поскольку критические температуры процесса зависят от магнитного поля и полей напряжений, в таких сплавах возможно управление процессом фазового перехода аустенит-мартенсит с помощью магнитного поля.Представлена модель, позволяющая в рамках конечных деформаций описывать процесс управления прямым (аустенит−мартенсит) и обратным (мартенсит−аустенит) фазовыми переходами с помощью магнитного поля в ферромагнитных поликристаллических материалах с памятью формы при действии внешних силовых, тепловых и магнитных полей. Поскольку магнитное поле влияет на деформацию материала, которая, в свою очередь, изменяет магнитное поле, поставлена связанная краевая задача и рассмотрен пример об азимутальном кручении длинного полого цилиндра (плоская деформация) из сплава Гейслера. Задача реализована численно методом конечных элементов с использованием процедуры пошагового нагружения. Накопление фазовых деформаций происходило в процессе прямого фазового перехода в цилиндре, внешняя поверхность которого была предварительно в аустенитном состоянии закручена в азимутальном направлении относительно фиксированной внутренней. При этом величина накопленных фазовых деформаций зависела от того, какие граничные условия (силовые или кинематические), производящие закручивание, заданы на внешней поверхности цилиндра. Полное снятие накопленных деформаций и раскручивание внешней поверхности цилиндра обратно происходило как при нагревании образца в интервале температур обратного фазового перехода в отсутствие магнитного поля, так и при постоянной температуре, превышающей этот интервал, при снятии магнитного поля, приложенного предварительно в мартенситном состоянии. © ПНИПУ Ключевые слова:сплавы с памятью формы, сплавы Гейслера, фазовый переход, аустенит, мартенсит, магнитное поле, конечные деформации, фазовые деформации, краевая задача, вариационная постановка, метод конечных элементов. Роговой Анатолий Алексеевич -д.ф.-м.н., проф., г.н.с., The paper discusses ferromagnetic alloys with shape memory (Heusler alloys) undergoing a phase transformation from the high-temperature cubic phase (auste...

show abstract

Elastocaloric Effect and Magnetic Properties of Cu–Al–Mn Shape Memory Alloy

Zhao,

Li,

et al. 2023

Physica Status Solidi (a)

View full text Add to dashboard Cite

Herein, the magnetic properties and elastocaloric effects of Cu70Al19 + 0.5xMn11−0.5x (x = 0, 1, 2, 3) alloys are investigated. The resistance versus temperature curves indicate that the phase transition temperature increases as the Mn content decreases. In particular, the Cu70Al20.5Mn9.5 alloy exhibits a phase transition temperature close to room temperature. Therefore, the elastocaloric effects of this alloy are examined under stresses ranging from 200 to 500 MPa. The results show that the adiabatic temperature change of the alloy under a stress of 500 MPa reaches 9.8 K. Furthermore, the magnetization curves at 300 K reveal that the magnetic properties of the alloy significantly improve after undergoing low‐temperature aging treatment. The X‐ray diffraction patterns show that this improvement can be attributed to the transformation of the β1 phase to the ferromagnetic phase β3. Overall, the Cu70Al20.5Mn9.5 alloy demonstrates elastocaloric and magnetic properties comparable to those observed in certain Ni–Mn‐based alloys.

show abstract

Magnetic shape-memory alloys: thermomechanical modelling and analysis

Cited by 17 publications

References 76 publications

Thermomechanics of damageable materials under diffusion: modelling and analysis

Thermomechanics of damageable materials under diffusion: modelling and analysis

Numerical Simulation of the Phase Transition Control in Torsion of a Hollow Cylinder Made of Heusler Alloy

Elastocaloric Effect and Magnetic Properties of Cu–Al–Mn Shape Memory Alloy

Contact Info

Product

Resources

About