Modelagem do Comportamento Magnetoelástico para simulações de Dispositivos Eletromagnéticas

Abstract

Dispositivos eletromagnéticos, como transformadores e motores, são componentes fundamentais em sistemas de potência, e seu desempenho é intrinsecamente ligado às propriedades dos materiais ferromagnéticos de seus núcleos. Frequentemente, as simulações desses dispositivos negligenciam o impacto das tensões mecânicas, que são introduzidas tanto nos processos de fabricação quanto na operação e alteram significativamente o comportamento magnético do material devido ao acoplamento magnetoelástico. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma computacional de alta performance para a modelagem do comportamento magnetoelástico. A metodologia empregada foi a criação de uma interface MEX que integra a eficiência de cálculo do C++ com a flexibilidade de análise e visualização do MATLAB. A plataforma foi validada em duas etapas: primeiramente, pela implementação do modelo de histerese de Jiles-Atherton, cujos resultados mostraram-se consistentes com a teoria; em seguida, um modelo magnetoelástico foi utilizado para simular com sucesso a alteração da resposta magnética do material sob diferentes níveis de tensão mecânica. Como resultado, foi consolidada uma ferramenta de simulação validada que serve como um ativo reutilizável para o grupo de pesquisa GRUCAD, acelerando o desenvolvimento de futuros modelos multifísicos mais precisos.