多目标遗传算法在感应加热电气参数优化中的应用

利用有限元分析法计算钢绞线感应加热温度场数值,结果表明:电流密度和频率是影响感应加热效果的电气参数.改变电流密度和频率,计算出大量的感应加热温度场数值.通过对温度场数值回归分析,建立了表征感应加热效果的数学模型.遗传算法是一种可以解决多目标优化问题的新型算法,相对于其它方法,该方法通用性强,准确率高,更具科学性.依据所建立的数学模型,应用多目标遗传算法进行电气参数优化,求解出最优解.该最优解为感应加热器温度控制提供理论依据.     

管道感应加热过程的计算机模拟

研究管道感应加热的数学模型,推导有限元分析计算公式,编制轴对称零件感应加热过程的计算机仿真软件,并对一典型厚壁管道的感应加热过程进行了数值仿真,给出了温度场的仿真结果。本文的计算机仿真结果,对管道感应加热过程中工艺参数的确定有指导意义。     

有限元在钢球感应透热处理中的应用

用有限元法对圆柱型感应透热装置中钢球热处理过程做了分析,建立了计算温度场的数学模型,进行了动态涡流场与温度场的耦合计算.经验证,本文的有限元模型能准确的模拟此类感应透热装置中被加热器件的温度场分布,对类似被加热部件的温度场分析也有借鉴意义.     

大型厚壁筒体内壁感应加热三维温度场的数值模拟

采用有限元方法对大型厚壁筒体的内壁感应加热工艺进行了数值研究。设计了一种适合内壁感应加热的弧形面感应加热器,基于ANSYS软件建立了内壁感应加热的三维瞬态电磁场和温度场模型。分析了感应加热参数如线圈电流大小、频率、匝数、加热间距等因素对筒壁温度分布的影响。结果表明:增大线圈电流大小、频率和匝数会极大地改善了加热效果,减少线圈与工件的距离也能提高加热效率。采用感应加热参数进行感应加热实验,实验结果与预测值吻合较好。     

钢板感应加热成形的实验分析和数值模拟

针对船体曲面板的感应加热成形方法,研究钢板感应加热的数值模拟模型,确定感应热源应用于钢板热应力成形技术的可行性,以及加热过程中的主要影响因素对于变形的影响规律.依据电磁场理论,基于ANSYS软件建立了钢板感应加热有限元模型,利用罗氏线圈测量加热过程中感应器的电流强度和频率,从而得到了数值计算时的电学参数,实验结果和数值模拟结果相吻合.结果表明:随着感应加热时间的延长,横向收缩变形增大,当感应器中的电流强度增大时横向收缩变形也增大,通过控制加热过程的电学参数和加热时间可以得到合理的变形要求.     

淬火工件/介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界换热系数．利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟，模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内．     

淬火工件／介质边界换热条件研究

在试验的基础上，开发了淬火工件／介质边界换热条件程序，该程序通过反算法计算边界缕系数，利用该程序与ＡＢＡＱＵＳ非线性有限元程序对淬火过程温度场进行数值模拟。模拟结果与实测值比较，误差在１０％以内。     

轴承内环感应加热拆卸器的研制及其有限元仿真

在理论分析的基础上,研制了基于工频感应加热技术的轴承内环感应拆卸器。通过ANSYS有限元软件,构建了感应拆卸器的基本模型。对感应加热过程中拆卸器内的电磁场和工件内的温度场进行了计算机仿真,得出了磁场强度和温度的分布规律及温度对时间历程的变化规律。仿真结果不仅证明了涡流集肤效应的存在,而且通过对拆卸器磁场和温度场的有限元耦合分析,获得了轴承内环拆卸器的设计参数。通过对轴承内环感应加热温度的测试实验,证明了计算机仿真的正确性。     

淬火过程数值模拟技术研究

淬火过程是温度场、组织场和应力场相互作用的复杂过程,介绍了淬火过程数值模拟的进展、内容、方法,展望了淬火过程数值模拟的发展趋势.     

输油管线感应加热器的有限元模拟及其参数设计

我国大部分原油粘度高、含蜡多,常温下会凝固,长距离管输需采用加热输送。根据输油管线的特点,建立了适合于有限元数值模拟的计算模型。通过大型有限元商业软件OPERA对感应加热过程进行了模拟计算,得出涡流在钢管中的分布规律,以及稳态情况下管道中温度的分布规律。根据不同电流参数和线圈参数对感应加热效果的影响,提出了一种实际工程中感应加热器工艺参数的设计方法。     

感应加热电饭煲涡流场与温度场分析

为了研究感应加热电饭煲的工作情况及相关结构参数对其性能的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,建立了以sus430为主要涡流发热材料的三维电磁场有限元模型,分析了导体中涡流场的分布情况,并分别改变相关结构参数比较涡流功率的变化趋势.利用workbench软件分析研究其温度场,将仿真结果与样机实测温度值对比,验证了仿真方法的正确性.通过有限元法对感应加热电饭煲三维涡流场和三维温度场的研究,为相关感应加热系统的优化设计提供了可靠依据.     

感应加热热熔釜分析及仿真

为实现热熔釜加热系统高效、节能、低污染,利用感应加热的方式对热熔釜进行加热.通过FLUX软件对热熔釜感应加热过程进行数值模拟,得到热熔釜在时间、空间上的温度分布.并把仿真结果与实验结果进行对比分析,证明仿真结果的可靠性.通过改变影响感应加热的主要因素对仿真结果进行优化,实验验证加热效率从72.2%提高到88.2%.仿真结果可以为该类感应加热热熔釜的进一步发展研究提供指导.     

感应加热工件内电磁场计算及其有限元模拟

根据感应加热机理,从麦克斯韦方程组出发,导出了长柱形导体感应加热工件内电磁场和涡流密度分布的基本方程.借助MATLAB和ANSYS软件进行了电磁场和涡流分布计算,形象描述了感应加热中的电磁场分布规律及集肤效应.计算结果表明,有限元解与理论解吻合得较好,为进一步理解感应加热工件内电磁场和涡流分布提供了很好的依据.     

隧道式感应加热中间包钢液流动状态的数学模拟

用数学模拟方法,在不同包型条件下,对隧道式感应加热中间包流体流动状态进行了研究,探讨了有利于去除夹杂物,减少热损和温度调控的包型结构。     

感应加热电饭煲电磁场与漏磁分析

为了研究感应加热电饭煲空间电磁场对其热效率的影响,以一台1 300 W感应加热电饭煲为例,利用ANSOFT软件建立样机三维电磁场有限元模型.在其他条件不变的情况下,分别采用两种磁条结构分析比较了样机模型中电磁场与输出涡流功率的分布情况,并且对样机的漏磁情况进行了分析.将实验测得的漏磁、热效率与仿真值进行对比,验证了仿真方法的正确性.有限元法对感应加热电饭煲电磁场与漏磁的分析结果为相关感应加热系统的优化设计、安全使用提供了参考.     

电磁铸造实验和数值模拟

通过实验室小型电磁铸造铝及其合金的冷、热态的实验和数值模拟并经工业装置的验证,研究了电磁结晶器内的磁场分布,液体金属柱成型特性.电磁结晶器及屏蔽罩结构的优化,铸造过程中金属液的温度场与流场并进行数值模拟.研究表明:为了稳定进行铸造,液柱的成型特性(液柱高度、形状和稳定性)必须达到一定要求.为了保证电磁铸造时金属液顺利成型,选择适当的功率,确保合适的磁场强度形成一定的推力是必要的.温度场的研究可以看出电磁铸造具有一系列特点,如强烈水冷、电磁搅拌、感应加热,使得电磁铸造中的凝固过程大大不同于普通的直接铸造法的凝固过程.流动场的分析说明,电磁铸造条件下应控制搅拌强度,以便获得良好的铸坯内部组织.     

燃烧参数对炉内温度场、流场和浓度场的影响

对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧技术,运用Fluent软件通过数值模拟进行了研究.主要分析了影响炉膛内气流流动和温度分布的因素.研究结果表明:气流的相对速度对加热炉炉膛内的温度分布有很大的影响.天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大,而且炉膛内的平均温度愈高,炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时,仅提高天然气的预热温度,炉内的最高温度和平均温度会随之提高;当空气的温度比较低时,随着天然气的预热温度的升高,燃烧产物中NO的浓度呈指数规律升高;当空气的预热温度升高时,NO的浓度随天然气的预热温度的升高呈指数规律降低.     

金属表层电渣加热机理的模拟与试验研究

金属表层电渣加热是一种新型的金属表层加热技术.借用ANSYS商业软件,通过数值模拟和金属表层电渣加热试验,研究r金属表层电渣加热的机理.在电渣加热过程中,渣池中的电场、电位和电流密度都是影响渣池中金属表层温度场的主要因素.模拟和试验结果表明,在金属表层电渣加热过程中,渣池中的电极和被加热金属之间产生的高密度电流,成为使金属表面迅速升温的高热源区,这种金属表层加热技术具有加热速度快、节能等特点,为金属材料的复合和金属的表面处理开辟了一条新的加热途径.