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2022
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Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
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Resumen
En este trabajo se estudia el comportamiento termo–mecánico de una película fina de material La(Fe,Co,Si)13 depositada en una estructura porosa metálica de aluminio diseñada con una geometría esférica uniforme. Para este propósito, se utilizan técnicas de simulación computacional basadas en el análisis de elementos finitos donde se modela el material magnetocalórico La(Fe,Co,Si)13 como un material con propiedades visco–plásticas durante un ciclo térmico a temperatura ambiente. Los valores obtenidos para estrés, deformación equivalente y ciclos necesarios para falla del material muestran una importante mejora en la estabilidad mecánica y resistencia a fatiga de la estructura porosa metálica con el recubrimiento de La(Fe,Co,Si)13 al ser comparada con una pieza con la misma geometría, pero constituida totalmente del material magnetocalórico. Estos resultados demuestran el potencial que este enfoque puede tener en el diseño y fabricación de regeneradores magnetocalóricos para aplicaciones de refrigeración magnética.
In this paper, the thermo-mechanical behavior of a thin film of La(Fe,Co,Si)13 material deposited on a porous metallic aluminum structure with a uniform geometry is studied. For this purpose, computational simulation techniques based on Finite Element Analysis (FEA) are used with the magnetocaloric material La(Fe,Co,Si)13 modeled as a material with viscoplastic properties, during a thermal cycle at room temperature. The values obtained for stress, equivalent strain and cycles necessary for material failure show a significant improvement in the mechanical stability and fatigue resistance of the metallic porous structure with the La(Fe,Co,Si)13 coating when compared to a piece with the same geometry, but made entirely of the magnetocaloric material. These encouraging results prove the potential that this approach may have in the design and manufacture of magnetocaloric regenerators for magnetic refrigeration applications.
In this paper, the thermo-mechanical behavior of a thin film of La(Fe,Co,Si)13 material deposited on a porous metallic aluminum structure with a uniform geometry is studied. For this purpose, computational simulation techniques based on Finite Element Analysis (FEA) are used with the magnetocaloric material La(Fe,Co,Si)13 modeled as a material with viscoplastic properties, during a thermal cycle at room temperature. The values obtained for stress, equivalent strain and cycles necessary for material failure show a significant improvement in the mechanical stability and fatigue resistance of the metallic porous structure with the La(Fe,Co,Si)13 coating when compared to a piece with the same geometry, but made entirely of the magnetocaloric material. These encouraging results prove the potential that this approach may have in the design and manufacture of magnetocaloric regenerators for magnetic refrigeration applications.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
estrés termo-mecánico, materiales magnetocalóricos, estructuras porosas, simulación computacional
Citación
Centro
E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica