45鋼坯鍛前感應(yīng)加熱的有限元模擬分析.pdf

1、感應(yīng)加熱是利用電磁感應(yīng)的方法使被加熱的材料(即坯料)的內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，依靠這些渦電流的能量達(dá)到加熱目的。目前國(guó)內(nèi)外鍛前加熱已普遍采用感應(yīng)加熱。鍛造前坯料的中心和表面溫度差太大，會(huì)使得鍛壓時(shí)坯料內(nèi)的附加應(yīng)力或組織不均勻，甚至導(dǎo)致鍛造裂紋，影響成形工藝和鍛件質(zhì)量，并且對(duì)模具壽命也有很大的影響，所以應(yīng)該把鍛件毛坯溫度控制在合理的范圍內(nèi)。本論文根據(jù)感應(yīng)加熱的原理和特點(diǎn)，在考慮坯料運(yùn)動(dòng)和線圈端部磁力線逸散的前提下，對(duì)45鋼坯鍛造前的感應(yīng)透熱過(guò)程的

2、溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，以期對(duì)感應(yīng)加熱的熱行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，為感應(yīng)線圈的設(shè)計(jì)和加熱工藝的制定提供依據(jù)。 其主要內(nèi)容概括如下： 1.對(duì)感應(yīng)線圈空載以及滿載時(shí)線圈內(nèi)的磁場(chǎng)進(jìn)行了有限元模擬，得到了磁場(chǎng)的分布情況，從而說(shuō)明在感應(yīng)加熱模擬過(guò)程中，應(yīng)該考慮線圈端部磁力線逸散、坯料運(yùn)動(dòng)以及坯料對(duì)線圈內(nèi)磁場(chǎng)的影響。 2.根據(jù)感應(yīng)加熱原理，建立了計(jì)算模型，確立了模擬計(jì)算中的分析單元、網(wǎng)格劃分、邊界條件以及材料溫度依賴性等問(wèn)題的處理方法，

3、給出了感應(yīng)加熱數(shù)值模擬的基本過(guò)程以及電磁場(chǎng)溫度場(chǎng)相互耦合的實(shí)現(xiàn)方法。 3.根據(jù)坯料在前一個(gè)工位上加熱結(jié)束時(shí)的溫度是坯料在下一個(gè)工位上的初始溫度，提出了多次建模模擬的方法，實(shí)現(xiàn)了坯料的運(yùn)動(dòng)。 4.在考慮線圈端部磁力線逸散、坯料運(yùn)動(dòng)以及坯料對(duì)線圈內(nèi)磁場(chǎng)的影響的前提下，對(duì)坯料通過(guò)單個(gè)感應(yīng)線圈的加熱過(guò)程的溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析，得到了加熱過(guò)程中坯料溫度的變化曲線以及加熱結(jié)束時(shí)坯料上的溫度分布情況，并且與不考慮坯料運(yùn)動(dòng)和線圈端部磁力