带钢感应加热磁-热耦合场数值模拟研究

《带钢感应加热磁-热耦合场数值模拟研究》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、万方数据锌送呈／J犬々UDC作者姓名：指导教师：密级学位论文带钢感应加热磁．热耦合场数值模拟研究齐文亮宋利明副教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：陈芝会工程热物理2014年6月2014年1日王岳人论文答辩日期：2014年6月答辩委员会主席：蔡九菊东北大学2014年6月万方数据AThesisinEngineeringThermalPhysicsResearchontheNumericalSimulationofElectromagnetic—-Therma

2、lCouplingFieldofStripsteelinInductionHeatingByQiWenliangSupervisor：AssociateProfessorSongLimingNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=也思。学

3、位论文作者签名：殇久象日期：乃缈．／．匆学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年√学位论文作者签名：畜签字日期：如晔∥．≥D欠茏导师签名：签字日期：孙刃加哗．o／．加万方数据东北大学硕士学位论文摘要带钢感应加热磁一热耦合场数值模拟研究摘要感应加热利用

4、工件涡流的焦耳热效应将工件加热，这种加热方式具有效率高、控制精确、污染少等特点，但存在工件心表温差太大的问题，造成工件内产生附加应力或组织不均匀，甚至产生裂纹，影响材料的成形工艺和质量。精确控制输入功率、加热时间、合理优化设备结构及操作参数，使之在满足加热工件各项性能要求的基础上，能有效地提高产品质量、加热效率并且节约资源。本文根据感应加热原理，实现了对带钢工件感应加热过程磁．热耦合场的数值模拟计算，运用通用有限元软件ANSYS的耦合计算，对实际的带钢感应加热过程进行了仿-．1-,具。首先，建立了带钢感应加热问题的耦合场数学

5、模型，并确定了边界条件。针对工件在感应加热过程中的移动，在保证带钢模型网格节点和编号不变的情况下，移动线圈模型到每个时间节点进行耦合计算，分别读取每个节点的结果作为下次模拟的初始条件，这样线圈的相对移动就实现了带钢的移动。其次，利用所建模型，验证了磁通器对于提高感应加热效率的作用。本文研究了空气隙变化时，分别对焦耳热、磁场及温度场分布的影响关系。在其他参数保持不变的情况下，带钢移动速度大小与带钢温度升高的速率无关，但影响达到最高温度的时间和最高温度的数值。在电流密度为定值的情况下，研究得到提高频率可以提高磁场强度和温度升高率

6、，缩短加热时间，但是涡流感应深度变小，温差逐渐增大。在频率相同的情况下，电流密度增大会导致温度升高率增大，加热时间缩短，上下表面温度差加大，但对感应涡流透入深度影响不大。最后，应用DesignExpert8．0软件对多组模拟结果进行分析，建立了感应加热的温度回归模型，确定了电流密度是1．50×106～砰、频率250Hz、空气隙3mm的最佳加热参数组合。关键词：带钢，感应加热，数学模型，ANSYS，回归模型III万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchontheNumericalSimulationofEl

7、ectromagnetic-·ThermalCouplingField’ofStripsteelinInductionHeatingAbs仃actInductionheatingusesthejouleheatingeffectofeddycurrentstoheattheworkpiece．Thisheatingmethodhascharacteristicssuchashi出efficiency，precisecontrolandlesspoHution．Butthetemperaturedifferencebetwee

8、nthecenterandsurfaceistoolarge，whichleadstoadditionalstressandunevenorganizationintheworkpieceandevencausesformingcrackstoimpactthequalityandform