徑向重載滾動直線導(dǎo)軌感應(yīng)加熱淬火過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、感應(yīng)加熱多數(shù)用于工業(yè)金屬零件表面淬火,是使工件表而產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流,迅速加熱零件表面,再快速淬火的一種金屬熱處理方法。通過快速加熱使待加工鋼件表而達(dá)到淬火溫度并迅速冷卻,僅使表層淬硬為馬氏體,中心仍為未淬火的原來塑性、韌性較好的退火(或正火及調(diào)質(zhì))組織。本文通過研究感應(yīng)加熱及淬火冷卻過程中導(dǎo)軌溫度場及熱應(yīng)力場的變化,指導(dǎo)熱處理生產(chǎn)實踐。
　　 本文探討了感應(yīng)加熱及數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)。在電磁場理論的基礎(chǔ)上,針對一典型圓柱形零件推

2、導(dǎo)其內(nèi)部磁場及渦流場的分布規(guī)律,理論上驗證了集膚效應(yīng)現(xiàn)象;介紹了常用于電磁場及溫度場數(shù)值計算的方法,并對其基本原理進(jìn)行簡要單闡述。
　　 針對特定的導(dǎo)軌產(chǎn)品,使用ANSYS中的APDL語言建立了其有限元模型,其中包括電磁場與溫度場分析所用的物理環(huán)境文件,以及實現(xiàn)感應(yīng)線圈移動加熱模擬的方法。物理環(huán)境文件中包括單元的選擇與設(shè)置、網(wǎng)格的劃分、邊界條件與載荷以及材料屬性的設(shè)置等。模擬所用的材料屬性值均為溫度的變量,在ANSYS中可以通過

3、查表法實現(xiàn)。
　　 基于所建模型,首先對實際工況進(jìn)行了電磁場及溫度場計算,得到了感應(yīng)加熱過程中導(dǎo)軌溫度場的分布及變化情況,并且對部分節(jié)點的溫度曲線進(jìn)行分析比較,得出感應(yīng)加熱過程中的溫度變化規(guī)律,其次,在實際工況下進(jìn)行了試驗驗證,與仿真結(jié)果誤差為6.36％;再者,針對模擬結(jié)果巾存在的問題,提出了三種改進(jìn)工藝參數(shù)并進(jìn)行計算比較,分析得出,改進(jìn)一對于提高滾道表而溫度的最大值最有效:最后,對導(dǎo)軌的冷卻過程進(jìn)行瞬態(tài)溫度場分析,得到了導(dǎo)軌冷