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Thermal Modeling and Control in Production of Intermetallic Coatings From Layered Precursors / Marios Alaeddine in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 56-65 p. Titre : Thermal Modeling and Control in Production of Intermetallic Coatings From Layered Precursors Titre original : Modèle et Commande de Courant Ascendant dans la Production des Enduits Intermetallic des Précurseurs Posés Type de document : texte imprimé Auteurs : Marios Alaeddine, Auteur ; Rajesh Ranganathan, Auteur ; Teiichi Ando ; Charalabos C. Doumanidis, Auteur Article en page(s) : 56-65 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distributed  parameter  modeling  Control  Intermetallic  coatings  Microstructure  growth  Modèle  distribué  de  paramètre  Commande  Enduits  Intermetalliques  Croissance  de  microstructure Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Successful fabrication of intermetallic coatings on surfaces of manufacturing interest involves regulation of the temperature/concentration dynamic distributions that develop in the molten layer during the thermal and reaction process. Modeling the spatio-temporal dynamics of this metallurgical process, however, requires partial differential equations that are cumbersome to solve on-line, as part of a real time reference model to the controller. To this end, we present a computationally parallel and meshless model (i.e., decoupled with the capability to be solved numerically in real time) to decipher the dynamics of the thermal coating process and to permit real time monitoring and control of the resulting coating microstructure. The analytical model is based on kinetic growth theories, lumped energy and mass balances, and convolution expressions of distributed temperature and concentration Green's fields (accounting for the orientation of their gradient and decomposing heat and mass transfer across the coating from substrate conduction). The model is validated with nickel aluminide coatings processed on a robotic plasma arc laboratory station, through in-process infrared thermal sensing and off-line metallographic analysis. A Monte Carlo sample control scheme, that involves on-line parameter identification and model adaptation, is also developed using the model as an in-process observer for successful production of binary metal system coatings that exhibit the desired microstructure geometry and characteristics. La fabrication réussie des enduits intermetallic sur des surfaces d'intérêt de fabrication implique le règlement des distributions dynamiques de la température/concentration qui se développent dans la couche fondue pendant le courant ascendant et le processus de réaction. Modeler la dynamique spatio-temporelle de ce processus métallurgique, cependant, exige les équations partielles qui sont encombrantes pour résoudre en ligne, en tant qu'élément d'un modèle en temps réel de référence au contrôleur. À cet effet, nous présentons un modèle informatique parallèle et meshless (c.-à-d., découplé avec les possibilités à résoudre numériquement en temps réel) pour déchiffrer la dynamique du processus enduisant thermique et pour permettre le contrôle en temps réel de la microstructure enduisante résultante. Le modèle analytique est basé sur des théories cinétiques de croissance, lumped l'énergie et des bilans de matière, et des expressions de convolution des champs de Green distribués de la température et de concentration (expliquant l'orientation de leur gradient et décomposant le transfert de la chaleur et de la masse à travers l'enduit à partir de la conduction de substrat). Le modèle est validé avec des enduits d'aluminide de nickel traités sur une station robotique de laboratoire d'arc de plasma, par la sensation infrarouge de courant ascendant de dans-processus et l'analyse metallographic off-line. Un arrangement de commande d'échantillon de Monte Carlo, celui comporte l'identification en ligne de paramètre et l'adaptation de modèle, est également développée en utilisant le modèle en tant qu'observateur de dans-processus pour la production réussie des enduits binaires de système en métal qui montrent la géométrie et les caractéristiques désirées de microstructure. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : alae77@yahoo.com [article] Thermal Modeling and Control in Production of Intermetallic Coatings From Layered Precursors = Modèle et Commande de Courant Ascendant dans la Production des Enduits Intermetallic des Précurseurs Posés [texte imprimé] / Marios Alaeddine, Auteur ; Rajesh Ranganathan, Auteur ; Teiichi Ando ; Charalabos C. Doumanidis, Auteur . - 56-65 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 56-65 p. Mots-clés : Distributed  parameter  modeling  Control  Intermetallic  coatings  Microstructure  growth  Modèle  distribué  de  paramètre  Commande  Enduits  Intermetalliques  Croissance  de  microstructure Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Successful fabrication of intermetallic coatings on surfaces of manufacturing interest involves regulation of the temperature/concentration dynamic distributions that develop in the molten layer during the thermal and reaction process. Modeling the spatio-temporal dynamics of this metallurgical process, however, requires partial differential equations that are cumbersome to solve on-line, as part of a real time reference model to the controller. To this end, we present a computationally parallel and meshless model (i.e., decoupled with the capability to be solved numerically in real time) to decipher the dynamics of the thermal coating process and to permit real time monitoring and control of the resulting coating microstructure. The analytical model is based on kinetic growth theories, lumped energy and mass balances, and convolution expressions of distributed temperature and concentration Green's fields (accounting for the orientation of their gradient and decomposing heat and mass transfer across the coating from substrate conduction). The model is validated with nickel aluminide coatings processed on a robotic plasma arc laboratory station, through in-process infrared thermal sensing and off-line metallographic analysis. A Monte Carlo sample control scheme, that involves on-line parameter identification and model adaptation, is also developed using the model as an in-process observer for successful production of binary metal system coatings that exhibit the desired microstructure geometry and characteristics. La fabrication réussie des enduits intermetallic sur des surfaces d'intérêt de fabrication implique le règlement des distributions dynamiques de la température/concentration qui se développent dans la couche fondue pendant le courant ascendant et le processus de réaction. Modeler la dynamique spatio-temporelle de ce processus métallurgique, cependant, exige les équations partielles qui sont encombrantes pour résoudre en ligne, en tant qu'élément d'un modèle en temps réel de référence au contrôleur. À cet effet, nous présentons un modèle informatique parallèle et meshless (c.-à-d., découplé avec les possibilités à résoudre numériquement en temps réel) pour déchiffrer la dynamique du processus enduisant thermique et pour permettre le contrôle en temps réel de la microstructure enduisante résultante. Le modèle analytique est basé sur des théories cinétiques de croissance, lumped l'énergie et des bilans de matière, et des expressions de convolution des champs de Green distribués de la température et de concentration (expliquant l'orientation de leur gradient et décomposant le transfert de la chaleur et de la masse à travers l'enduit à partir de la conduction de substrat). Le modèle est validé avec des enduits d'aluminide de nickel traités sur une station robotique de laboratoire d'arc de plasma, par la sensation infrarouge de courant ascendant de dans-processus et l'analyse metallographic off-line. Un arrangement de commande d'échantillon de Monte Carlo, celui comporte l'identification en ligne de paramètre et l'adaptation de modèle, est également développée en utilisant le modèle en tant qu'observateur de dans-processus pour la production réussie des enduits binaires de système en métal qui montrent la géométrie et les caractéristiques désirées de microstructure. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : alae77@yahoo.com