感應加熱溫度場的數值模擬.pdf

1、本文主要研究感應加熱器內被加熱鋼坯溫度分布的數值模擬。感應加熱是利用工件中渦流的焦耳效應將工件加熱，這種加熱方式具有效率高、控制精確、污染少等特點，在工業(yè)生產中得到了廣泛的應用。如何設置加熱過程的參數使之滿足被加熱工件中各項性能要求是普遍關注的問題。工件的諸多性能指標與熱處理過程中的溫度分布是密切相關的，然而基于實驗的系統(tǒng)設計方法卻耗時費力，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，數值模擬技術對于這類系統(tǒng)的設計和研

2、究具有重要意義。本文從感應加熱的有關原理和電磁一熱耦合場計算的有限元方法著手，以電磁學和傳熱學為基礎，對感應加熱電磁場和溫度場分布進行了理論推導，給出了電磁場、溫度場分布的數學模型及相應的有限元分析模型。其中，電磁場的數學模型由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余量法導出。根據數值模擬的基本理論，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的電