焊接电磁曝露环境的检测、仿真与评估

《焊接电磁曝露环境的检测、仿真与评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要对焊接电磁曝露环境研究的主要目标是为了实现焊接生产中由焊接设备产生的电磁场对操作人员健康影响的评估，属于焊接生产环境安全与防护的范畴。本课题研究工作的内容是根据计算电磁学和电磁生物学理论，针对焊接操作的电磁环境特点，对焊接电磁曝露环境进行检测与仿真，为制定焊接人员的电磁曝露环境的国家标准提供可参考的评估数据和相应检测技术的支持。根据焊接过程电磁场的特点，本课题制定了适合焊接电磁曝露环境的测量方案，以弧焊和电阻点焊等两种典型焊接方法电磁环境的实际测量结果为基础，分别提出了弧焊和点焊电磁曝露环境安全评估的实施方法。利用ANSYS电磁场分析软件对点焊机电极周围磁场分布进行了仿

2、真，得到电极周围磁场的场强值和频谱特性；依据IEC62226系列标准建立电磁环境下人体的简化模型，利用有限差分方法，求解人体组织模型在电阻点焊电磁场作用下的感生电流密度。按照国际电磁场计划的指导文件，提出点焊电磁曝露环境的测量评估方案和数值模拟评估方案。本课题的难点在于对焊接电磁曝露环境的数值模拟仿真。首先对电磁场源即不同焊接过程的输出电流进行傅里叶分析，得到关于焊接环境的频谱覆盖范围的信息，并利用有限元软件建立焊接电磁场场源的模型，得到焊接磁场场强分布的信息；然后开展焊接过程电磁场对人体影响的数值模拟，利用简化2D模型计算得到人体不同器官的感生电流密度。通过检测与仿真的结

3、合，为焊接电磁曝露评估提供了一个有效的途径。研究表明，焊接过程的电压较低而电流变化范围大，电流波形多样，操作人员长期曝露该电磁环境中，如不采取有效的防护措施对其健康会有一定程度的影响。同时由于实际生产现场电磁环境的复杂性，对焊接电磁环境曝露定量检测与评估方法的工业化应用还有待进一步深入研究。关键词焊接；电磁曝露；检测；数值模拟；评估AbstractI_I_IIAbstractThemainpurposesofresearchaboutexposuretoelectromagneticenvironmentduringweldingconcentratesonthatthee

4、ffectsontheoperatorscausedbytheelectromagneticfieldduringwelding,whichbelongstotheweldingenvironmentissues．Inordertoevaluatetheeffectonhumanandgivesupportformakingthenationalstandard,thisresearchconcentratesonmeasurementandsimulationofelectromagneticenvironment,whichisaccordingtoelectromag

5、netictheoryandelectromagneticbiologiceffects．Basedonelectromagneticmethods，measurementprogramweremadetomeasurethisfieldandanalyzeitscharacteristics．Thisscientificdissertationdevelopedformeasuringexposuretoweldingelectromagneticenvironmentalinaccordancewiththecharacteristicsofweldingelectro

6、magneticfields，andputforwardtheimplementationofenvironmentalsafetyassessmentmethodofexposuretoarcweldingandspotweldingelectromagneticenvironmentbasedonsimulitionandactualmeasurementsresultsofelectromagneticfieldinbothoftheweldingmethods．Forthesakeofsimulatingtheweldingelectromagneticfield，

7、ANSYSsoftwareWasutilizedtosimulatethefield’Sdistribution．Themodelofelectromagneticenvironmentwasbuiltaccordingtothecharacterofweldingelectromagneticfield．Thesimulationofferspectruminformationofweldingelectromagneticfieldtomeettheneedsofsecurityassessment．Inacc