42CrMo鋼板移動感應加熱溫度場數值模擬

皇甫瑞云，賀占蜀

（1.新鄉職業技術學院，河南 新鄉 453000；2.鄭州大學機械與動力工程學院，河南 鄭州 450001）

1 引言

與傳統高溫加熱相比，感應加熱具有加熱快、效率高、加熱均勻、節約能耗等優勢，因此在熱處理、熱成型、金屬熔煉等諸多領域都已經取代了傳統高溫加熱。鑒于此，國內外學者紛紛采用有限元軟件對鋼板進行感應加熱數值模擬并開展溫度場等物理量的相關研究。文獻［1］通過ANSYS軟件對帶鋼感應加熱進行數值模擬，并分析電流頻率和電流強度對帶鋼溫度場分布以及加熱效果的影響規律。結果表明，加熱頻率和電流密度越大，加熱速度越快，當加熱頻率為2000Hz、電流密度為1.818×107A·m-2時，加熱速度最快，溫差最小。文獻［2］利用ANSYS軟件對不同電流參數條件下曲臂在感應加熱過程中的溫度場分布進行了數值仿真，并探究了不同電流頻率和電流強度對溫度場的影響，最終通過調整電流頻率與電流強度使曲臂孔四周溫度分布均勻，進而滿足曲軸紅套工藝質量的要求。文獻［3］采用ANSYS 軟件建立移動式電磁-熱交互耦合模型，并結合多物理場耦合數值模擬方法分析了空氣間隙、電流頻率和鋼板移動速度對船用鋼板峰值溫度的影響。結果表明，鋼板溫度沿著深度方向逐漸減小，上表面溫度主要由集膚層的渦電流引起，下表面溫度主要由熱傳導引起。文獻［4］通過COMSOL Multi-Physics軟件建立三維電磁-熱耦合數值模型，模擬了鋼軌中頻感應正火加熱過程，并研究了電流強度、電流頻率和空氣間隙對鋼軌最終溫度場的影響規律，結果表明增大電流密度和電流頻率將使鋼軌升溫速度加快。……