感应加热工件内电磁场计算及其有限元模拟

根据感应加热机理,从麦克斯韦方程组出发,导出了长柱形导体感应加热工件内电磁场和涡流密度分布的基本方程.借助MATLAB和ANSYS软件进行了电磁场和涡流分布计算,形象描述了感应加热中的电磁场分布规律及集肤效应.计算结果表明,有限元解与理论解吻合得较好,为进一步理解感应加热工件内电磁场和涡流分布提供了很好的依据.     

轴承内环感应加热拆卸器的研制及其有限元仿真

在理论分析的基础上,研制了基于工频感应加热技术的轴承内环感应拆卸器。通过ANSYS有限元软件,构建了感应拆卸器的基本模型。对感应加热过程中拆卸器内的电磁场和工件内的温度场进行了计算机仿真,得出了磁场强度和温度的分布规律及温度对时间历程的变化规律。仿真结果不仅证明了涡流集肤效应的存在,而且通过对拆卸器磁场和温度场的有限元耦合分析,获得了轴承内环拆卸器的设计参数。通过对轴承内环感应加热温度的测试实验,证明了计算机仿真的正确性。     

大型厚壁筒体内壁感应加热三维温度场的数值模拟

采用有限元方法对大型厚壁筒体的内壁感应加热工艺进行了数值研究。设计了一种适合内壁感应加热的弧形面感应加热器,基于ANSYS软件建立了内壁感应加热的三维瞬态电磁场和温度场模型。分析了感应加热参数如线圈电流大小、频率、匝数、加热间距等因素对筒壁温度分布的影响。结果表明:增大线圈电流大小、频率和匝数会极大地改善了加热效果,减少线圈与工件的距离也能提高加热效率。采用感应加热参数进行感应加热实验,实验结果与预测值吻合较好。     

钢板感应加热成形的实验分析和数值模拟

针对船体曲面板的感应加热成形方法,研究钢板感应加热的数值模拟模型,确定感应热源应用于钢板热应力成形技术的可行性,以及加热过程中的主要影响因素对于变形的影响规律.依据电磁场理论,基于ANSYS软件建立了钢板感应加热有限元模型,利用罗氏线圈测量加热过程中感应器的电流强度和频率,从而得到了数值计算时的电学参数,实验结果和数值模拟结果相吻合.结果表明:随着感应加热时间的延长,横向收缩变形增大,当感应器中的电流强度增大时横向收缩变形也增大,通过控制加热过程的电学参数和加热时间可以得到合理的变形要求.     

管道感应加热过程的计算机模拟

研究管道感应加热的数学模型,推导有限元分析计算公式,编制轴对称零件感应加热过程的计算机仿真软件,并对一典型厚壁管道的感应加热过程进行了数值仿真,给出了温度场的仿真结果。本文的计算机仿真结果,对管道感应加热过程中工艺参数的确定有指导意义。     

感应加热电饭煲涡流场与温度场分析

为了研究感应加热电饭煲的工作情况及相关结构参数对其性能的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,建立了以sus430为主要涡流发热材料的三维电磁场有限元模型,分析了导体中涡流场的分布情况,并分别改变相关结构参数比较涡流功率的变化趋势.利用workbench软件分析研究其温度场,将仿真结果与样机实测温度值对比,验证了仿真方法的正确性.通过有限元法对感应加热电饭煲三维涡流场和三维温度场的研究,为相关感应加热系统的优化设计提供了可靠依据.     

钢板低频感应回火数值模拟和试验分析

针对快速感应回火热处理方法,以5mm厚的45钢板为研究对象,根据有限元法中的电磁—热耦合技术,建立钢板感应加热回火的有限元模型,并利用自制单线圈低频感应加热装置,分别对钢板的感应回火过程进行数值模拟计算和试验研究,分析了电流、频率及加热时间对于钢板温度的影响规律及加热效果.结果表明:计算结果与试验结果基本吻合,将感应加热应用于钢板的回火处理是可行的,电流及频率对钢板的加热效果均有影响,通过控制加热过程中的电流、频率及加热时间能够满足钢板的回火要求.     

半固态金属坯料感应二次加热的模拟计算研究

在半固态金属坯料感应二次加热过程中和过程结束时,坯料中的温度水平及分布均匀性是触变成形成败的关键.本文分析了感应加热条件下影响坯料温度的因素,建立了坯料感应加热温度变化数学模型,根据推导出的感应加热温度分布解析解,利用MATLAB软件进行编程计算,模拟研究了加热功率和加热频率对坯料温度分布和所需加热时间的影响,确定了合理的加热工艺.     

大直径321不锈钢厚壁圆筒件焊前感应预热温度场的数值模拟

利用ANSYS软件建立了电磁感应加热的电磁-热耦合数值模型,对大直径321不锈钢圆筒件的焊前感应预热瞬态温度分布进行了模拟分析。研究了感应线圈中不同电流大小、频率以及不同感应加热方式作用下工件的温度分布情况,通过调节电流参数和感应加热作用方式使得感应预热后工件温度达到(120±10)℃的预热工艺要求。结果表明:采用间隔20s加热10s,且感应电流频率10kHz、大小750A的加热工艺为最佳感应预热工艺。     

平板式感应加热线圈磁场的分布特性

平板式感应加热加热死区的存在,使其不能广泛应用于工业领域.为了研究它的工业应用的潜力,文中对感应加热的核心部件——线圈进行了深入研究.依据经典电磁场理论,研究了线圈的磁场分布特性,先对圆环电流进行研究,计算它的磁场分布,进而对饼式线圈的磁场分布特型进行有限元计算,并与实验采集数据对比后,总结出饼式线圈的磁场分布特性.此特性表明,采用饼式线圈的平板感应加热,板上必然会出现加热死区.因此加热均衡性的实现需要对整个装置进行全方位的改进.以上结论可为平板式感应加热的后续研究提供参考.     

有限元在钢球感应透热处理中的应用

用有限元法对圆柱型感应透热装置中钢球热处理过程做了分析,建立了计算温度场的数学模型,进行了动态涡流场与温度场的耦合计算.经验证,本文的有限元模型能准确的模拟此类感应透热装置中被加热器件的温度场分布,对类似被加热部件的温度场分析也有借鉴意义.     

平板感应加热磁-热耦合场的数值模拟研究

针对～种双线圈平板感应加热装置,利用ANSYS有限元分析软件对其感应加热过程中的磁—热耦合场分布进行数值模拟,通过对交变磁场产生涡流的分析,得到不同频率下平板各点温度随时间变化的分布图,以及整个加热过程中的温升特点.结果表明,这种双线圈平板感应加热装置对平板感应加热的温升速度有很大的提高,从而对平板的快速感应加热工艺的运用与改进具有一定的指导意义.     

多目标遗传算法在感应加热电气参数优化中的应用

利用有限元分析法计算钢绞线感应加热温度场数值,结果表明:电流密度和频率是影响感应加热效果的电气参数.改变电流密度和频率,计算出大量的感应加热温度场数值.通过对温度场数值回归分析,建立了表征感应加热效果的数学模型.遗传算法是一种可以解决多目标优化问题的新型算法,相对于其它方法,该方法通用性强,准确率高,更具科学性.依据所建立的数学模型,应用多目标遗传算法进行电气参数优化,求解出最优解.该最优解为感应加热器温度控制提供理论依据.     

车轴感应淬火温度场的数值模拟研究

应用感应加热理论,引入复矢量磁位建立了感应加热淬火电磁场、温度场的有限元分析模型。运用通用有限元分析软件ANSYS对感应加热淬火温度场进行了数值模拟。结果表明,数值模拟结果与工程实际应用工况基本一致。     

开口式感应线圈的结构设计与钢-铜管插接接头感应钎焊电磁场和温度场的数值分析

为满足白电压缩机和散热器连接管路的在线感应钎焊,设计了一种开口式异形感应线圈。采用磁-热耦合分析的方法,对钢管-铜管和铜管-铜管插接结构的电磁感应钎焊热过程进行了有限元分析,确定了不同管路插接结构感应钎焊所需的优化工艺参数。利用所建立的三维瞬态有限元数值模型,获得了开口式感应线圈对钎焊接头温度场的影响规律。对同质和异质插接结构进行了感应钎焊实验,结果表明升温曲线和温度分布的测试结果与模拟结果吻合良好。     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

感应加热线圈中的电磁场

根据电磁场基本方程，导出了在感应加热线圈中电磁场及电流密度的分布，分析了圆环效应产生的原因，为感应加热线圈的选型提供了依据．     

感应加热线圈中的电磁场

根据电磁场基本方程，导出了感应加热线圈中电磁场及电流密度的分布，分析了圆环效应产生的原因，为感应加热线圈的选型提供了依据。     

感应线圈中电磁场分析

当感应加热线圈中通入交变电流时，电流在感应加热线圈中的分布是不均匀的。本文以电磁场方程为基础，导出了感应加热线圈中电流的分布情况。     

不同材质涂层的感应重熔工艺性研究

通过对不同磁性材料的喷涂层进行感应重熔试验，以及对重熔层进行量微分析、成份分析、相组成分析等研究，探讨了感应加热时，不同的材料磁性、不同的涂层厚度、不同的感应加热工艺参数等对重熔温度的影响，从而发现了影响涂层质量的一些规律。