连铸方坯感应加热数值模拟分析

运用ANSYS,建立了20MnSi连铸方坯电磁-热耦合分析的有限元模型,得到了涡流和温度场的分布图,并对结果进行了分析。在不同的电参数下对20MnSi连铸方坯加热过程的温度分布进行了模拟计算,获得了不同加热参数下连铸坯的温度场分布和涡流分布,分析了不同参数对加热效果的影响。结果表明,频率和电流值对温度场和涡流的分布都有较大的影响。最后,对模拟结果进行了验证,发现模拟结果与实测结果符合良好。     

钢轨全断面在线感应加热温度场数值模拟

利用有限元软件ANSYS,对钢轨全断面在线感应加热时的温度场进行数值模拟,分析了在线感应加热过程中钢轨内部温度的变化规律.通过实验与模拟结果对比发现,温度场的模拟结果与实验结果吻合度很好,对后续的工艺和设备的优化起到了一定的指导意义.     

HFW管高频感应加热过程电磁热耦合数值模拟

以提高直缝焊管质量为目的,重点研究了高频感应加热过程中热影响区的温度分布对焊缝质量的影响.针对高频感应加热的特点,对ANSYS有限元软件进行了二次开发,在应用物理环境法的基础上,利用APDL语言编制了直缝焊管高频感应加热过程中电磁热耦合的命令流程序,建立了三维有限元模型,分析了电磁场和温度场的分布规律.对某厂生产的219mm钢管模拟分析,综合考虑不同的磁棒分布形式对加热效率影响和自身冷却条件.结果表明,阵列式分布的小磁棒较好,这正是与生产实际相符合的.     

感应加热时钢坯物理性能对温度场的影响

为研究钢坯各物理性能在感应加热过程中对温度场的影响,建立移动钢坯的电磁-传热耦合有限元模型,采用单因素分析法首先研究了某一特定物理量对钢坯温度场的影响,接着对比分析了物理性能相差较大的两种钢坯在多物理量均随温度变化时对温度场的影响。结果表明,相对磁导率对截面温度的影响主要由产生的较大感应电流及其较浅趋肤深度导致;在相对磁导率和热导率共同作用下,碳钢芯表温差略有缩小,不锈钢芯表温差略有升高;此外,结合实际加热过程--当多物理性能均随温度变化时,碳钢的电导率和比热容能减弱相对磁导率使加热过程中表面温度快速升高这一影响;最后的试验数据显示,在温度上升趋势一致的同时,理论计算较实际加热的结果高2.44%~6.97%。     

中频感应加热在复合层产品开坯轧制中的应用

着重介绍了中频感应加热技术在 Ag Cd/Ag以及 Ag/Cu的复层产品开坯轧制生产过程中的应用 ,以及相关的工装设备和工艺。     

高强度预应力钢棒生产线感应加热线圈的数值模拟设计

对高强度预应力钢棒生产线中的加热线圈-钢棒进行了数值模拟计算,分析了加热线圈的形状结构参数中以及影响加热线圈-钢棒系统电气参数的主要因素及规律,并提出了感应加热线圈结构参数计算机辅助设计的方法和流程。     

无缝钢管淬火感应加热过程的数值模拟

利用中频电流的钢管感应加热工艺具有感应加热时间短,温度控制精确,环境友好等优点,已经广泛应用到钢管的淬火、弯曲等方面。针对某一典型品种无缝钢管淬火感应加热过程,特别是不同加热段采用不同频率下,进行数值模拟,获得钢管在整个加热过程中温度场的变化过程。利用该模型可以对感应加热过程参数进行优化,从而对无缝钢管淬火感应加热工艺的制定提供参考依据。     

转盘轴承滚道感应加热数值模拟分析

转盘轴承是汽车轮毂中非常关键的部件,承担轮毂的旋转运动与结构的支撑作用。目前普遍使用的转盘轴承滚道感应淬火工艺缺乏规范性指导,感应器没有统一标准,导致产品报废率高。以电磁感应理论为基础,建立转盘轴承滚道感应加热过程的数值模拟模型,研究不同感应器结构在静态与动态感应加热过程中受不同工艺参数影响所造成的温度场分布,并选出加热效果最好的D型感应器。通过提取实验数据与数值模拟结果进行对比,证明了所建立数值模拟的准确性,为实际轴承滚道感应加热过程提供指导意义。     

熔模铸造用铸模感应加热系统的数值模拟

通过对精密铸造用铸模感应加热系统的有限元分析,研究了加热频率、相位差、电压工艺参数对加热功率和温度的影响.结果表明,随着电压的增加,加热功率表现为近似线性的增长,而加热频率、相位差与加热功率之间呈非线性的变化关系.在此基础上提出了合理的加热工艺参数.     

连铸恒温出坯电磁感应加热温度场分布与演变

连铸恒温出坯是实现连铸直轧的有效手段,为了实现圆坯恒温出坯的目的,依据感应加热原理提出在连铸坯切割段变功率感应加热恒温出坯的方法,通过数值模拟研究了恒温出坯方法的可行性。研究发现,通有交流电的感应线圈在铸坯内部产生磁场和感应电流,上述物理场主要集中在铸坯表面。此外,感应电流产生的焦耳热对连铸坯起到均温作用,均温效果随着电流频率或铸坯移速的增大先增强后减弱。研究表明,变功率感应加热实现圆坯连铸恒温出坯的方案是可行的。为了优化感应加热功率,建立了感应线圈加热功率计算模型。根据感应线圈加热功率计算模型,实现恒温出坯的加热功率与连铸坯几何尺寸、物性参数、初始温度、运动速度和线圈长度密切相关。     

高强度预应力钢棒感应加热过程的数值分析

采用非线性铁磁性材料的电磁场和温度场模型,对高强度预应力钢棒热处理生产线的感应加热过程进行了数值分析。结果表明,数值分析的结果与实际生产线测量得到的钢棒表面温度曲线十分吻合。在此基础上,详细分析了影响加热效率和温度均匀性的主要因素为加热电流频率和感应线圈载荷电流强度。     

45钢光轴连续感应淬火过程的数值模拟

建立45钢无限长轴对称工件连续感应淬火过程的二维物理模型,并进行温度场的数值模拟。根据连续感应淬火过程中温度场的分布给出了判断淬硬层深度的依据,并结合Maynier组织预测模型与硬度公式计算出工件不同深度处的硬度值进行验证。结果表明,可根据工件感应加热区域进入喷水冷却时刻的径向温度分布曲线来预测连续感应淬火最终淬硬层深度。根据这一结论,可以用所建立的有限元模型对连续感应淬火工件淬硬层深度进行预测。     

镁合金热连轧过程数值模拟

针对镁合金热连轧过程中已发生边裂的问题,采用ANSYS变形热力耦合数值分析法,对 AZ31镁合金板在350℃、0．5 m·s-1轧制速度下的三道次连轧过程进行了有限元模拟,并应用LS-DYNA后处理器对轧制过程中镁板不同部位的温度、应力分别进行了分析,并对模拟结果进行实验验证。研究结果表明：热连轧过程中,首道次镁板温降值较大,而且不同位置的温降幅值不同;此外,轧制过程中镁板边部中心层应力始终大于中部表层应力值。轧制过程中温度的不均匀变化以及边部应力集中使得镁合金在热连轧过程中易于发生边裂。     

P110石油管用钢坯热轧工艺数值模拟

采用箱型-箱型-箱型-箱型-椭圆-圆孔六道次孔型系统建立棒材热轧几何模型,并确定轧制力数学模型。基于Deform-3D生成棒材轧制数值仿真模型,对250 mm×250 mm的P110石油套管用钢坯6道次热连轧过程进行有限元模拟得到了轧制过程中棒材的应力、应变及轧制力等参数的变化特点,验证了孔型设计系统的合理性,通过对比粗轧中轧制力矩的实测值和模拟值验证了有限元模型的可靠性。分析六道次的轧制力变化规律以及对比轧制力理论计算、数值仿真和实测值,结果证实了有限元模型的合理性,同时为保证轧材质量提供了理论依据。     

横向磁通感应加热激励参数对带材温度的影响及加热器优化

在考虑带材物理性能参数随温度变化的前提下,基于横向磁通感应加热耦合场的迭代计算,分析了不同激磁电流、电流频率和带材运动速度对钢带材温度分布的影响.对感应加热器模型进行了优化,改变加热器与带材之间气隙分布,设计了 4种感应加热器模型,分析了在不同加热器模型下带材的平均温度和温度均匀性.对比了 45钢和35CrMnSiA钢...     

连铸方坯直轧输送过程中温度场的数值模拟

连铸直接轧制工艺顺利进行的核心因素是连铸坯的温度,为解决连铸直轧过程铸坯温度和速度的衔接问题,采用ANSYS软件模拟了从结晶器弯月面到轧机前整个过程中铸坯的温度变化和坯壳厚度,并在此基础上分析了不同拉速、浇铸温度及比水量等工艺参数对铸坯温度、坯壳厚度、凝固终点位置的影响规律。模拟结果表明,拉速为2.8 m/min、浇铸温度为1 550 ℃、比水量为1.4 L/kg的工艺条件下,且铸坯到达轧机前平均温度保持在900 ℃以上,可以满足直接轧制工艺要求。这有利于连铸与轧制两个工序的顺利衔接,为钢厂连铸车间的改造提供一定的理论指导。     

半固态触变成形二次加热数值模拟及参数优化

半固态触变成形技术以其节省能源、成形力小和近终成形等优点受到广泛关注。通过对ZL101铝合金试样在各种不同工艺参数下的感应加热温度及温度均匀性进行的研究，运用CAE技术模拟加热频率、加热时间、线圈电流强度、线圈尺寸、加热后停留时间等参数对坯料温度场的影响，提出二次加热中获得均匀温度场的工艺条件、参数与措施。模拟结果与感应加热的实测数据具有很好的吻合性。