圆坯感应加热过程温度分布及磁场规律的研究

通过数值模拟的方法计算了圆坯感应加热过程的温度分布情况,研究了线圈匝数、聚磁体、坯料表面与空气的对流换热等因素对感应加热的影响。结果表明,线圈匝数对坯料温度分布有较大的影响,为了得到相对均匀的温度分布需选择合理的线圈匝数;感应加热中采用聚磁体,可显著提高坯料端部温度,消除坯料端部温度偏低的现象;同时,计算了感应加热过程的磁场分布,解释了坯料温度分布和变化的原因,并提出控制感应加热过程坯料温度的合理措施。     

轴承感应拆装中工件内电磁场模型的建立及计算机仿真

在研究轴承内环感应拆装的基础上,建立了感应加热过程中工件内电磁场和涡流分布的基本方程。通过MATLAB软件对被加热工件进行了电磁场和涡流分布的计算机模拟,形象描述了工件内电磁场的分布规律,证明了集肤效应的存在,为轴承感应拆卸装置的设计研究提供了理论依据。通过对感应加热过程中轴承内环内外表层温度的测试,间接证明了所建模型和计算机仿真的正确性。     

大型曲轴感应加热过程的有限元分析

依据感应加热理论,建立了有限元计算温度模型。并以此分析研究了12V240机车曲轴坯弯曲镦锻前的感应加热过程,得到了坯料内的温度分布状况以及温度随时间的变化规律。经与现场实测值进行对比,证明了所用算法的正确性。从而为改进曲轴坯感应加热工艺提供了可靠的依据。     

曲轴红套感应加热有限元仿真和优化

根据电磁感应和热传导理论,导出了工件感应加热的电场、磁场、温度场分布基本方程,建立了三维有限元分析模型,并考虑了工件材料属性随温度变化的非线性特性。制定了新的热加工方案,利用ANSYS分析感应加热过程曲柄的温度场分布和热变形。借助多学科优化软件iSIGHT集成ANSYS,将多目标优化算法NSGA-Ⅱ引入感应加热线圈电流、频率等参数的寻优中。最后对仿真优化得到的线圈参数进行试验验证。试验结果与仿真结果误差在4%以内,验证了有限元模型的准确性及多目标优化算法的可靠性。     

感应加热温度均匀性影响因素的实验研究

镍基高温合金FGH4096是高性能发动机涡轮盘、环形件及其他热端部件的关键材料。以其为研究对象,搭建感应加热实验平台,设计不同工况,通过实验方法研究感应加热过程中影响合金试棒温度分布均匀性的因素。实验结果表明:在试棒两端安装陶瓷片对其温度分布均匀性影响不大;用保温棉包裹试棒,适当降低加热速率可以提高合金试棒温度场分布均匀性;感应线圈尺寸对合金试棒温度分布均匀性影响较大。     

大型曲轴感应加热过程的限元分析

依据感应加热理论,建立了有限元计算温度模型。并以此分析研究了１２Ｖ２４０机车曲轴坯弯曲镦锻前的感应加热过程,得到了坯料内的温度分布状况以及温度随时间的变化规律。经与现场实测值进行对比,证明了所用算法的正确性。从而为改进曲轴坯感应加热工艺节可靠的依据。     

基于MATLAB钢丝感应加热模型及其温度场特性的研究

在感应加热理论和热传导理论的基础上，建立了钢丝在线感应加热的模型，并基于MATALB得到了此模型的数值解，通过数值解分析了钢丝在感应加热过程中的温度场分布特性。     

感应加热工件表面温度微机检测法

给出微机与红外测温仪组成的感应加热工件表面温度智能测试系统。详细论证了感应加热过程中被测温度信号特点及相应处理算法，并进行对照实验。结果表明，采用感应加热工件表面温度微机测试系统，能成倍提高温度测量精度。     

输电线路新型电磁防除冰

针对当前国内外高压输电线路除冰时需要线路停运,且需要较多的人力、物力、劳动强度大和危险等特点,提出了一种不停电电磁防除冰方法。基于高频电磁感应技术和热传导理论,建立了高压输电线路的防除冰物理模型,利用ANSYS参数化语言APDL进行编程,对输电线路物理模型中的电磁-热现象进行了耦合数值计算。通过对比不同电磁参数下输电线路温度的分布和变化情况,找到了影响输电线路温度变化的主要电磁参数,包括高频电流的频率、高频电流密度、感应线圈间距、感应线圈长度、感应线圈厚度和感应加热时间。据此对线圈尺寸进行了优化设计,使输电线路温度在0 ℃以上能够有效防除冰。     

基于感应加热技术的轴承拆装器的计算机仿真研究

在研究感应加热基本理论的基础上,通过MATLAB及ANSYS有限元分析软件,对所设计的轴承内环感应拆装器进行了计算机仿真研究.通过对感应加热过程中拆装器内电磁场的计算机模拟,得出了磁场的分布规律,证明了涡流集肤效应的存在,为感应加热装置的设计奠定了基础.     

高频感应加热弯板成型温度场的有限元分析

在船外板等板结构的热弯曲成型工艺中 ,用高频感应加热取代传统的火焰加热方法正得到人们的广泛重视。针对高频感应加热的特点 ,提出了感应加热热源的有限元模型。用该模型分析了高频感应加热温度场 ,并通过实验结果的比较验证了本模型的有效性。最后运用确定的热源模型对高频感应蛇形移动加热的温度场进行了有限元模拟计算 ,并对温度场进行了分析讨论     

感应加热涡流场及工程设计问题的讨论

在分析应感应加热机理的基础上，阐明了涡流场计算在感应加热工程设计中的重要意义。指出了目前工程中普遍采用的感应器磁设计方法所存在的缺陷，以及数值计算方法分析涡流场的现状和所存在的问题，采用反演变换原理与数值方法相结合进行涡流场分析。     

Study on dynamic characteristics of the temperature and stress field in induction and laser heating for the semi-infinite body

This study analyzed the dynamic characteristics of temperature and stress fields during induction and laser heating of a semi-infinite body. The semi-infinite body was subjected to a distribution heat flux (induction heating) at a particular depth range and then to a surface heat flux (laser heating). Using the Green function method and the Laplace transform, the temperature and stress fields solutions were acquired for both heating methods. The analytical results of the temperature and stress fields are shown graphically in the time domain for a selected position. It was found that under the same input power conditions, the temperature field acquired is identical in both induction and laser heating in the range of more than one skin depth. The peak dynamic thermal stress from both heating methods increases rapidly along the depth, and converges to a fixed value. Meanwhile, the peak thermal shock stress is relatively small, and quickly decays at a certain position in a very short duration. Therefore, the thermal shock dynamic characteristics are negligible in the two highly variant transient heating methods—induction and laser.     

基于瞬态非线性分析的中厚板坯加热过程应力场仿真研究

为提高中厚板坯加热效率和防止出现热应力裂纹,需要精确研究中厚板坯加热升温热应力规律。本文在热弹塑性分析理论基础上,采用有限元方法,研究了中厚板坯加热过程中全时域内热应力场变化规律。本文针对实际生产加热工艺,建立了3500板坯加热过程分析模型,考虑了导热系数、比热变化对加热的影响,仿真了中厚板坯的加热过程,得出加热炉温度与加热速度对板坯加热过程热应力的影响规律,具有重要工程应用意义。     

高温空气燃烧技术在蓄热式加热炉中的应用分析

以某钢厂蓄热式加热炉为研究对象,针对高温空气燃烧技术的应用和发展、计算流体力的理论和燃烧过程,根据生产实际参数,利用FLUENT软件采用k—s湍流模型、耦合混合燃烧模型,进行数值模拟分析加热炉内的流场、温度场和燃烧产物的分布情况,分析得出同侧换向燃烧方式加热效果较好,并且炉内温度梯度平滑,具有较好的温度均匀性,氧气浓度较低,与现场实际数据进行对比,证明数值模拟的研究价值和适用性,并提出优化加热炉操作运行的可行性措施。     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

Numerical Simulation of Heating Process under Temperature‐Stress Coupled Effect for an H‐Beam

In this paper, the indirect method of finite element analysis was built for analyzing temperature and stress field of an H‐beam heating process via Ansys software. The convection and radioactive heat flux were calculated, respectively for the solutions of temperature field, the offspring of the Ansys software. The solutions of temperature field were the initial conditions for stress field calculation. The temperature field and stress field were analyzed for an H‐beam under different conditions; its result, which is the change of temperature and stress, will be a theoretical basis for an H‐beam heating control.     

超导直流感应加热及其关键技术

超导直流感应加热是近年来基于电磁感应原理为铝和铜挤压工艺开发的一项全新的感应加热技术。简述了它的发展历史、工作原理以及与传统交流感应加热相比的优点和局限性,介绍了它的一些关键技术,如电磁和热过程耦合的数值模拟、磁体的设计和超导技术的应用等,并对我国开展这方面的研究提出了建议。