基于ANSYS的锻件感应加热温度场的数值模拟研究

针对感应加热过程中工件温度难以测量的问题,应用电磁学和传热学基本理论,建立了锻铸坯料电磁场和温度场分布的数学模型,运用ANSYS软件对感应加热过程温度分布进行变参数研究,为揭示铸坯感应加热过程的规律、优化工艺参数提供理论依据。     

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     

柴油机排气歧管热疲劳试验加热装置的设计开发

试验温度场与柴油机排气歧管工作的温度场尽可能一致,则可快速验证柴油机排气歧管的改进效果。为了快速验证柴油机排气歧管的优化改进效果,设计开发了一款模拟柴油机排气歧管工作温度场的试验装备。装备采用电磁场分布加热方法,以及通过高温风冷和低温雾冷方式实现柴油机排气歧管实际工况的模拟,这有助于缩短柴油机排气歧管开发周期,降低其开发成本。结果表明：通过改变电源的功率,可以控制加热线圈的加热速率;通过调整加热线圈的磁力线密度,可以改变加热线圈的加热效率,以有效调控柴油机排气歧管的温度场。     

基于MATLAB环境工件加热过程温度场在线仿真与监控

基于MATLAB环境设计工件加热过程温度场在线仿真监控系统,用有限差分的方法建立温度场的数值计算模型,计算过程中考虑材料物性参数随温度的变化。通过建立MATLAB环境下计算机与串口的实时通信,实现了工件加热过程实时在线监控。最后,将在线仿真结果与实测值进行对比,两者相符,验证了建立的在线仿真监控系统的可靠性。     

感应加热线圈内径可变型淬火回火设计开发

传统的高频感应加热淬火回火设备要根据工件的形状、尺寸、用途制作专用的加热线圈。无疑,这种方式对于不同处理工件要更换、设计制做不同的感应加热线圈必然导致生产成本高、生产效率低等缺点。介绍了日本电气兴业株式会社新研制开发的无接点式感应加热线圈内径可变式感应加热线圈的结构、内径可变机理与优越性。     

应用曲面响应法的带钢感应加热数值模拟

根据感应加热原理,利用ANSYS有限元软件,确定了电磁场、温度场的数学模型和求解的边界条件;根据模拟计算结果,分析了电流密度和频率对电磁场和温度场的影响。通过曲面相应法,确立感应加热的温度回归模型,分别建立温度与电流密度和频率的关系方程,并根据电流密度和频率的一阶微分方程,得出了电流密度对温度变化率影响较大。     

提高感应加热效率的设计要点

美国ABP感应加热公司撰文提出了提高感应加热效率的设计要点,即影响感应加热效率的主要因素包括：感应器线圈铜管的壁厚和宽度尺寸的设计、被加热工件和线圈之间的空气隙（或间隙）、线圈工作电流、从感应加热电流到感应线圈之间的导电材料和整个加热站的设计。其中感应器线圈铜管的设计最为重要。     

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.     

金属薄板横向磁通感应加热电源研究

针对当前金属板材在传统电加热过程中产生电火花等问题,研究了一种采用平面线圈的感应加热电源,克服了线圈对工件大小、形状等约束,尤其适合薄板金属材料的加热处理。设计了线圈结构和电源系统,感应加热电源部分采用新型ZCT-PWM Buck软斩波器调功,单相全桥逆变,串联谐振。通过实验验证了方案的可行性与合理性,改进了传统的薄钢板热处理工艺。     

气氛烧结炉温度场的仿真研究

对以石墨作为加热体的气氛烧结炉的仿真加热过程进行了研究,运用有限元分析的思想,通过仿真进行分析加热因子对加热炉加热过程中温度变化的影响,得出受热工件温度随时间变化的曲线,模拟出接近真实的温度场分布,对现实中的工业加热提供有效的参考。     

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。     

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。     

基于改进蚁群算法的混凝土坝热学参数反演

鉴于混凝土坝温度场仿真演算中通过试验得到的温度参数与实际参数相差较大,且传统温度场反分析算法计算量很大,计算效率低下,引进人工蚁群算法(ACA)并将其优化,利用优化后的算法对混凝土坝热学参数进行反分析,基于反演参数,用有限元方法对其温度场进行正演算,对比所得结果与监测数据真实值的差异,发现两者拟合程度较高,说明改进的ACA算法在大坝混凝土热力学参数反分析中具有较好的适应性。     

基于线圈缓变失效的电磁阀故障诊断

为建立有效的电磁阀线圈故障诊断方法,设计了电磁阀线圈疲劳寿命试验,提出一种多物理场耦合作用下的线圈渐进性失效诊断方法:首先,基于有限元仿真平台(ANSYS Workbench)建立直动电磁阀三维有限元分析模型,计算电磁阀温度场;然后,在机械应力场的模型求解中引入温度载荷,得到由机械应力和热应力耦合作用下的应力场;最后,搭建线圈疲劳寿命试验平台,采集不同驱动电压载荷下温度、电流、电阻等线圈重要特征参量的全寿命周期数据,通过对比分析试验数据和数值仿真结果,得出线圈缓变失效机制。研究表明:线圈通电产生的高温易破坏包裹线圈的绝缘橡胶,同时应力的耦合效应会在橡胶间产生一定的挤压作用,当在高温条件下破损的绝缘橡胶相互挤压时,线圈将会发生短路,造成线圈阻值的3次突降和温度的3次突增,这种叠加效应会加剧橡胶的破损和线圈的短路,直至电磁阀失效。该方法可适用于其它类型电磁阀线圈的故障诊断,对提高电磁阀的可靠性具有一定意义。     

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。     

基于NSGWO的火电厂负荷优化分配研究

针对传统多 目标灰狼优化算法易出现局部最优和稳定性差的问题,提出了一种改进的多 目标灰狼算法.引入基于顺序查找策略(ENS)的非支配排序方法提高算法的速率,采用基于参考点的选取策略以均衡算法优化结果分布,并通过模拟二进制交叉进化机制改善算法跳出局部最优解的能力.结合多 目标算法的评价指标,开展基准函数仿真试验,验证了改...     

天然气发动机活塞温度场仿真计算与测试分析

借助ANSYS有限元分析软件对新开发的天然气发动机的活塞进行额定工况点的温度场仿真计算,得到活塞此工况点的温度场分布和疲劳安全系数。同时利用硬度塞法对活塞在整个工作过程中的温度场进行测试分析,验证仿真计算结果的可靠性。仿真计算结果表明,活塞最高温度为316.4℃,位于燃烧室顶部,疲劳安全系数大于1。设计的活塞满足天然气发动机的工作要求。     

脉冲式节能感应加热炉

感应加热是利用电磁感应原理,电能通过感应器(线圈)传递给被加热工件,在工件内部产生感应电流(涡流),并转变为热能,而达到加热的目的。由于感应加热效率高,速度快,从而可减少加热过程中金属的氧化烧损,减少锻压后的机械加工量。由于工件表面层晶粒未受到破坏,工件的机械性能明显的提高,模具的损耗减少,模具的使用寿命延长。感应加热无污染,与其它加热方法相比,能大幅度降低环境温度,改善劳动条件,提高生产率。感应加热设备还有占地面积小,易于实现自动     

生物质热压成型温度场数值模拟

根据生物质热压成型的工作原理及加热方式，在合理假设的基础上建立了生物质热分析有限元模型。以木屑作为压缩成型的对象，借助大型有限元软件ANSYS对其温度场进行计算，得到了木屑内部温度场的分布情况。借助APDL语言对其计算过程进行参数化设计，分别计算了在两种不同情况下的温度场，并讨论了在不同温度场下木屑的变化。     

基于有限元法空气加热炉炉温控制系统研究

针对一类新型空气加热炉系统,对炉内温度场进行有限元分析,利用Fluent软件进行数值模拟,根据仿真结果合理布置加热炉内壁的加热管位置,确定加热功率及单位面积的热流密度,达到温度场均匀性的要求。通过现场试验验证数值模拟结果的正确性,取得了较好的效果。