基于ANSYS的注塑模感应加热数值模拟.pdf

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1、模具技术2013．No．27文章编号：1001—4934(2013)02—0007—05基于ANSYS的注塑模感应加热数值模拟夏松颖，于沪平，陈少东(上海交通大学模具CAD国家工程研究中心，上海200030)摘要：利用通用有限元分析软件ANSYS对组合式感应线圈的感应加热过程进行了模拟分析，通过定义加载电流数组实现了不同线圈设定不同加热时间的功能，得到了钢板的温度分布状况以及温度随时间的变化规律。与试验结果进行了对比，两者所得温度分布基本相同，最大误差8℃，平均误差4℃，证明了模拟结果的有效性。关键词：感应加热；ANSYS；数值模拟；温度场中图分类号：TP391．7文献

2、标识码：ANumericalsimulationofinductionheatingprocessininjectionmouldbasedonANSYSsoftwareXIASong-ying，YUHu—ping，CHENShao-dongAbstract：InductionheatingprocesswiththemodularinductioncoilwassimulatedusingthegeneralfiniteelementanalysissoftwareANSYS．Setdifferentheatingtimetodifferentcoilbydefini

3、ngtheloadcurrentarray．Thesteelplatetemperaturedistributionandthelawoftemperatureovertimechangingwereobtained，andtheexperimentalresultsprovedthevalidityofthesimulationresultsthroughcomparison．Comparedwiththetestresults，temperaturedistributionaresubstantiallythesame．Themaximumerroris8℃andt

4、heaverageerroris4℃，whichprovetheeffectivenessofsimulationresults．Keywords：inductionheating；ANSYS；numericalsimulation；temperaturefield0引言低要求不尽相同。为外置组合式感应线圈结构设计一套控制系统，实现对各个线圈进行不同将感应加热运用于变模温注塑，具有加热的加热时间和加热功率设定，可增加温度调节速度快、能源利用率高，不需要改变模具结构等的灵活性，满足上述对注塑模要求有梯度温度优点，但加热效率与均匀性都与感应线圈结构分布的需求，而此过程需要巨

5、大的试验工作。有很大关联_]]。平面式整体线圈对于表面有以有限元模拟代替物理实验可以极大地减少时起伏凹凸的模腔，无法做到均匀加热，而组合式间，节省费用，为此，建立基于ANSYS的感应加线圈则可以克服以上弊病，对简单模腔还是复热模拟模型，并设计试验装置以验证模拟的正杂模腔都具有很好的通用性]。确性。在注塑过程中，注塑模各部位对温度的高收稿日期：2013—02—22作者简介：夏松颖(1987一)，女，硕士研究生。模具技术2013．No．29拟。通过定义电流密度数组中前3O个元素的值2．3边界设定和加载为电流密度值4．6X10A／m2来模拟前30S的有限元模型建立后，首先进行

6、边界条件设加热过程，而设定后70个元素的值为0来实现热定。在电磁分析中，对空气层外表面施加电磁传导过程的模拟。因此，本文的模拟时间总共为远场边界条件；对于热分析边界条件，则只需对100S，数组定义命令中的IMAX为100。加热体施加均匀的初始温度。此次模拟4个线圈同时加热30S、冷却70S边界条件设定后需要对线圈施加电流密度后得到的温度分布，因此只需定义一个电流密载荷。由于本文需要模拟线圈阵列中各个线圈度数值。如果需要模拟各个线圈设定不同的加可以进行任意加热时间设定的情况，因此需要热和热传导时间的情况，则可以通过同样的方通过定义一个一维电流密度数组来实现此功能。式定义多

7、个电流密度数组来实现。采用*DIM命令来进行数组定义，命令如下：2．4模拟结果*DIM，Par，ARRAY，IMAX，1，1，，，其中Par表示数组名，IMAX为数组中的元模拟电流频率设为30kHz。图2(a)为加素个数，此处为需要设定的求解时间。设定加热热结束(即一30s)时得到的钢板的模拟温度分时间为30S，但由于感应加热时热量主要集中在布图。由图2中可以看出，感应加热时热量主线圈所在位置，为了使钢板得到连续的梯度温度要集中在线圈所在位置，加热结束时最高温度分布，加热30S后再进行70S的热传导过程模为17O℃。(a)r=30s时模拟