感應(yīng)加熱溫度場的數(shù)值模擬.pdf

1、本文主要研究感應(yīng)加熱器內(nèi)被加熱鋼坯溫度分布的數(shù)值模擬。感應(yīng)加熱是利用工件中渦流的焦耳效應(yīng)將工件加熱，這種加熱方式具有效率高、控制精確、污染少等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。如何設(shè)置加熱過程的參數(shù)使之滿足被加熱工件中各項(xiàng)性能要求是普遍關(guān)注的問題。工件的諸多性能指標(biāo)與熱處理過程中的溫度分布是密切相關(guān)的，然而基于實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法卻耗時(shí)費(fèi)力，并且溫度測量成本高，傳感器的引入還會影響本來的溫度分布。因此，數(shù)值模擬技術(shù)對于這類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研

2、究具有重要意義。本文從感應(yīng)加熱的有關(guān)原理和電磁一熱耦合場計(jì)算的有限元方法著手，以電磁學(xué)和傳熱學(xué)為基礎(chǔ)，對感應(yīng)加熱電磁場和溫度場分布進(jìn)行了理論推導(dǎo)，給出了電磁場、溫度場分布的數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的有限元分析模型。其中，電磁場的數(shù)學(xué)模型由A-φ法建立，電磁場和溫度場的有限元離散化方程組由伽遼金加權(quán)余量法導(dǎo)出。根據(jù)數(shù)值模擬的基本理論，本文在比較ANSYS有限元軟件中兩種耦合場分析方法的基礎(chǔ)上，選擇了順序耦合方法。并對圓柱形45號鋼樣件建立了相應(yīng)的電