本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的感應(yīng)加熱數(shù)值模擬及感應(yīng)器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前，在造船生產(chǎn)中，水火彎板工藝被廣泛用于船體外板的加工制作。但在實(shí)際加工過程中發(fā)現(xiàn)，氧—乙炔火焰熱源存在很多難以解決的問題和缺陷。隨著造船工業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的水火彎板工藝逐漸成為整個(gè)造船生產(chǎn)流程自動(dòng)化的瓶頸。因此，尋找一種更加合適的熱源已經(jīng)是迫在眉睫了。本課題正是以此為背景，研究將電磁感應(yīng)加熱這種高效節(jié)能的新方法用于船體外板的曲面成型加工過程。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過理論分析、有限元數(shù)值模擬等方法，對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究： 1．參考水火彎板工藝溫度場的分布，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)感應(yīng)器的形狀。 2．建立電磁感應(yīng)加熱過程的有限元模型，通過各種加熱參數(shù)的組合對(duì)電磁感應(yīng)加熱過程進(jìn)行模擬，找出各加熱參數(shù)對(duì)鋼板上溫度場分布的影響規(guī)律。 3．根據(jù)對(duì)溫度場的數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)感應(yīng)器形狀參數(shù)進(jìn)行修正，優(yōu)化感應(yīng)器的設(shè)計(jì)。 4．根據(jù)有限元理論，建立了電磁感應(yīng)加熱鋼板的熱彈塑性變形的有限元數(shù)值模型，，針對(duì)不同的感應(yīng)加熱方式及參數(shù)組合對(duì)鋼板變形進(jìn)行較為系統(tǒng)的分析，找出各種加熱參數(shù)對(duì)鋼板局部變形規(guī)律的影響。 5．在總結(jié)研究成果的基礎(chǔ)上，提出下階段的研究方向、研究重點(diǎn)的建議。
【關(guān)鍵詞】：水火彎板 感應(yīng)加熱 數(shù)值模擬 熱彈塑性
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：U671
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題的工程背景8
• 1.2 傳統(tǒng)水火彎板工藝的缺陷8-9
• 1.3 感應(yīng)加熱的原理及其主要特點(diǎn)9-11
• 1.4 課題的研究方法11-12
• 1.5 電磁感應(yīng)的加熱鋼板研究現(xiàn)狀12-14
• 1.6 感應(yīng)加熱數(shù)值模擬的發(fā)展現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)14-16
• 1.7 本文的工作16-17
• 2 感應(yīng)加熱的基本原理及特點(diǎn)17-23
• 2.1 基本定律17-18
• 2.1.1 比奧-薩法爾定律17
• 2.1.2 法拉第電磁感應(yīng)定律17
• 2.1.3 焦?fàn)柖?/span>17-18
• 2.2 集膚效應(yīng)與集膚深度δ18-19
• 2.2.1 集膚效應(yīng)18-19
• 2.2.2 集膚深度δ19
• 2.3 電磁感應(yīng)加熱的方式19-20
• 2.4 電磁感應(yīng)加熱的能量參數(shù)20-21
• 2.5 鋼板中電磁場建立的滯后時(shí)間21-23
• 3 電磁感應(yīng)加熱過程的數(shù)值計(jì)算方法23-42
• 3.1 引言23-24
• 3.1.1 有限差分法23
• 3.1.2 積分方程法23
• 3.1.3 邊界元法23
• 3.1.4 有限元法23-24
• 3.2 電磁場的基本理論24-26
• 3.2.1 安培環(huán)路定理24
• 3.2.2 法拉第電磁感應(yīng)定律24
• 3.2.3 高斯電通定律24
• 3.2.4 高斯磁通定律24-25
• 3.2.5 Maxwell方程組的微分形式25
• 3.2.6 渦流場的Maxwell方程25-26
• 3.2.7 電磁場中常見的邊界條件26
• 3.3 感應(yīng)加熱電磁場有限元數(shù)值模型26-30
• 3.3.1 鋼板局部線加熱模型26-27
• 3.3.2 基于矢量磁位 A的三維渦流有限元模型27-28
• 3.3.3 材料非線性電磁場的數(shù)值計(jì)算28-30
• 3.4 鋼板中溫度場的有限元計(jì)算30-35
• 3.4.1 感應(yīng)加熱溫度場的數(shù)學(xué)模型30-31
• 3.4.2 材料非線性溫度場的計(jì)算方法31-33
• 3.4.3 感應(yīng)加熱的能量熱損失33-35
• 3.5 感應(yīng)加熱過程的熱彈塑性有限元計(jì)算方法35-42
• 3.5.1 材料塑性變形過程中的基本準(zhǔn)則及假定35-39
• 3.5.2 材料熱彈塑性計(jì)算的基本方程39-40
• 3.5.3 材料彈塑性計(jì)算的有限元公式40-42
• 4 感應(yīng)加熱的數(shù)值模擬及感應(yīng)器的設(shè)計(jì)42-64
• 4.1 ANSYS中電磁——熱耦合場的分析方法42-45
• 4.1.1 ANSYS中耦合場的計(jì)算方法及流程42-43
• 4.1.2 ANSYS中材料非線性問題的計(jì)算方法43-45
• 4.1.3 ANSYS中輻射和對(duì)流的計(jì)算方法45
• 4.2 靜止式感應(yīng)加熱的ANSYS模擬及感應(yīng)器設(shè)計(jì)45-57
• 4.2.1 電流密度及加熱時(shí)間對(duì)收縮量的影響46-47
• 4.2.2 電流頻率及加熱時(shí)間對(duì)收縮量的影響47
• 4.2.3 感應(yīng)器長度對(duì)鋼板收縮量的影響47-48
• 4.2.4 感應(yīng)器長度對(duì)鋼板收縮量的影響48-49
• 4.2.5 感應(yīng)器距板邊的距離對(duì)鋼板收縮量的影響49
• 4.2.6 靜止式感應(yīng)器的設(shè)計(jì)49-57
• 4.3 移動(dòng)式感應(yīng)加熱的數(shù)值模擬及感應(yīng)器設(shè)計(jì)57-64
• 4.3.1 模型建立及網(wǎng)格劃分58
• 4.3.2 加載及定義邊界條件58-59
• 4.3.3 進(jìn)行瞬態(tài)循環(huán)增量分析59
• 4.3.4 移動(dòng)式感應(yīng)加熱模擬的結(jié)果與分析59-64
• 總結(jié)與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況67-68
• 致謝68-69
• 大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書69

【引證文獻(xiàn)】

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉本東;焦兵鋒;李德勝;;一種感應(yīng)微加熱器的設(shè)計(jì)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第十二屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王勁;高強(qiáng)精軋螺紋鋼筋連續(xù)感應(yīng)熱處理及控制變形研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2011年

2 李雷;高速包裝機(jī)感應(yīng)加熱封合問題的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 湯猛猛;銅鋁導(dǎo)管接頭感應(yīng)加熱參數(shù)敏感性研究[D];上海交通大學(xué);2012年

4 楊玉龍;鋼板高頻感應(yīng)加熱過程中溫度場的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2011年

5 常士家;注射機(jī)料筒電磁感應(yīng)加熱溫度數(shù)學(xué)模型及數(shù)值模擬的研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 馬玉榮;鎂合金保溫爐內(nèi)溫度場數(shù)值模擬[D];東北大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的感應(yīng)加熱數(shù)值模擬及感應(yīng)器設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：323195