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In this paper, we propose a method to identify the magnetostrictive behavior of electrical steel sheet submitted to a mechanical loading. The technique relies on the use of a magneto-mechanical model including the magnetostrictive phenomenon, namely the anhysteretic Jiles-Atherton-Sablik (JAS) model, and experimental macroscopic stress dependent magnetization curves. The method is illustrated with measured magnetization curves of a non-oriented (NO) electrical steel sheet under different stresses. Furthermore, the influence of a bi-axial mechanical loading on the magnetostrictive behavior is analyzed with the help of an equivalent stress.

In this article, the anhysteretic Sablik model is identified from measurements and implemented in a finite-element (FE) code. The model takes into account the effect of the plastic deformation through the dislocation density, and thus, enables to account for the degradation of the magnetic properties. A new model for magnetostriction is proposed and implemented in the Sablik model. Experimental data are used to identify the parameters of both Sablik model and proposed magnetostriction. Furthermore, the mechanical punching process of an electrical steel sheet is simulated in view of evaluating the plastic strain distribution near the punched edge. Based on the Sablik model and the simulated plastic strain, FE simulations are carried out on a steel sheet and a cage induction machine. The effect of the punching process on the distribution of magnetic-flux density and the magnetization current is analyzed.

In this work a simulation of the effect of punching process on the magnetic properties of electromagnetic device is presented. The anhysteretic Sablik model is identified from measurements and implemented in a finite element code. A new model for magnetostriction is proposed. A mechanical punching process is simulated using the software ABAQUS, the plastic strain distribution near the punching edge is evaluated. The effect of punching process on the distribution of magnetic flux density and the magnetization current in an induction machine is analyzed.

Cette thèse porte sur l’impact du processus de poinçonnage mécanique sur les propriétés magnétiques des matériaux qui composent les machines électriques. Le modèle anhystérétique de Sablik qui est basé sur une approche scalaire du couplage magnéto-mécanique a été considéré avec certaines modifications. Le modèle permet de décrire à la fois le couplage magnéto-élastique et magnéto-plastique. Le processus d'identification est réalisé à l'aide de courbes d’aimantations mesurées sous différentes contraintes élastiques et déformations plastiques. Le modèle prenant directement en compte la déformation plastique, une simulation de processus de poinçonnage mécanique a été réalisée à l'aide du logiciel ABAQUS pour définir la distribution de la déformation plastique sur le bord de coupe. Une simulation éléments finis d'une machine électrique synchrone incluant l'effet du poinçonnage a montré la dégradation de l’induction magnétique au niveau des bords de coupe et une augmentation des pertes fer d'environ 38%. Enfin, les résultats obtenus à partir de la simulation magnéto-mécanique ont été étudiés en termes de méthodes utilisées pour considérer la distribution de la déformation plastique dans le calcul numérique. Deux exemples ont été étudiés : une tôle d'acier et une dent d'une machine électrique. Il a été montré que le profil de dégradation défini par la valeur moyenne de la déformation en fonction de la distance au bord de coupe ne reflète pas la distribution réelle de la déformation plastique. Un ajustement de la méthode de calcul a été proposé.