本文關鍵詞：感應加熱磁熱耦合場數(shù)值模擬及溫度回歸分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在船體外板水火成形工藝的實際加工和機械自動化加工試驗中，研究發(fā)現(xiàn)使用氧—乙炔火焰熱源存在很多難以解決的問題和局限，為此本文提出了采用電磁感應加熱取代氧—乙炔火焰加熱，以從根本上解決這些困擾問題，提高鋼板水火成形的速度和質(zhì)量，改善工人的勞動環(huán)境條件，并節(jié)約能源。本論文課題源于實驗室研究項目“電磁感應加熱在水火彎板工藝中的應用研究”，通過理論、數(shù)值模擬與試驗相結合的方法，就以下內(nèi)容進行了研究： 1．電磁感應加熱的機理及優(yōu)點。從電磁感應加熱的原理及能量傳遞的角度出發(fā)，探討電磁感應加熱過程的機理，加熱過程中影響能量大小的參數(shù)，能量的損失以及感應加熱的優(yōu)點；并根據(jù)試驗研究的需要，對感應加熱電源的選擇做了一定的分析。 2．鋼板電磁感應加熱的電磁場和溫度場數(shù)值模擬計算。為了從理論角度分析掌握電磁感應加熱的機理，需要對鋼板電磁感應線狀加熱模型進行簡化，建立相應的數(shù)值分析模型，并利用有限元方法對相應模型進行數(shù)值計算，得出鋼板局部的電磁場分布和溫度場的分布規(guī)律。 3．影響加熱的參數(shù)主要有電流密度、電流頻率和加熱時間，，通過對不同參數(shù)組合分別進行電磁—熱耦合場數(shù)值模擬計算，分析各參數(shù)對鋼板加熱后溫度分布的影響關系；根據(jù)分析結果，對不同加熱參數(shù)組合情況下的試驗測量數(shù)據(jù)進行回歸分析，建立加熱過程中鋼板表面溫度的回歸數(shù)學模型。 (4)通過試驗測量與數(shù)值模擬計算，與回歸方程計算出的結果進行比較，并對溫度的回歸數(shù)學模型進行試驗驗證和分析。 通過以上研究，本文揭示了鋼板局部電磁感應線加熱的溫度場分布規(guī)律，并得出溫度參數(shù)的回歸模型，為后續(xù)的熱彈塑性分析和進一步的實驗研究提供有價值的參考。 5．在總結前期研究成果的基礎上，提出了下階段要繼續(xù)開展的工作和需要解決的關鍵問題。
【關鍵詞】：水火彎板工藝 感應加熱 電磁-熱耦合場 數(shù)值模擬 回歸分析 數(shù)學模型
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：U671
【目錄】：

• 0 前言7-11
• 1 電磁感應加熱的機理及優(yōu)點11-18
• 1.1 感應加熱原理與渦流分布特性11-12
• 1.2 感應加熱的機理12-13
• 1.3 電磁場在金屬中的建立時間13-14
• 1.4 感應加熱的能量參數(shù)14-15
• 1.5 感應加熱的能量損失15-16
• 1.5.1 熱傳導定律15
• 1.5.2 對流傳熱定律15
• 1.5.3 輻射傳熱定律15-16
• 1.5.4 感應加熱系統(tǒng)本身的能量損失16
• 1.6 感應加熱的優(yōu)點16-18
• 2 鋼板電磁感應加熱電磁場有限元數(shù)值模擬18-26
• 2.1 電磁場基本理論18-21
• 2.1.1 安培環(huán)路定律18
• 2.1.2 法拉第電磁感應定律18
• 2.1.3 高斯電通定律18
• 2.1.4 高斯磁通定律18-19
• 2.1.5 Maxwell方程組的微分形式19-21
• 2.1.6 電磁場中常見邊界條件21
• 2.2 感應加熱電磁場有限元模型21-26
• 2.2.1 鋼板局部線加熱模型21-22
• 2.2.2 數(shù)學模型22
• 2.2.3 電磁場有限元解法22-26
• 3 鋼板電磁感應加熱溫度場有限元數(shù)值模擬26-30
• 3.1 鋼板電磁感應線加熱過程的工藝特點26
• 3.2 溫度場數(shù)學模型的建立26-27
• 3.3 溫度場的有限元解法27-30
• 3.3.1 空間域的離散27-28
• 3.3.2 時間域的離散28-30
• 4 鋼板電磁-熱耦合場數(shù)值模擬分析30-43
• 4.1 電磁-熱耦合場的分析方法30-31
• 4.2 鋼板電磁感應加熱過程電磁-熱耦合場分析31-41
• 4.2.1 電磁場有限元分析模型31
• 4.2.2 熱分析有限元模型31-32
• 4.2.3 計算分析32-41
• 4.2.3.1 電流密度Js變化34-37
• 4.2.3.2 電源頻率f變化37-40
• 4.2.3.3 時間t變化40-41
• 4.3 小結41-43
• 5 鋼板電磁感應加熱的溫度回歸模型的建立及分析43-55
• 5.1 多元線性回歸分析簡介43-44
• 5.2 逐步回歸分析簡介44-46
• 5.3 逐步回歸分析程序46-48
• 5.4 溫度回歸模型的建立及分析48-52
• 5.4.1 回歸模型的建立48-49
• 5.4.2 回歸模型的計算分析49-52
• 5.5 溫度數(shù)學模型的試驗驗證與分析52-55
• 6 鋼板電磁感應線加熱試驗研究55-61
• 6.1 感應加熱電源及試驗裝置55-57
• 6.2 Raytek Marathon系列MR1S型非接觸式紅外溫度側(cè)量儀簡介57-58
• 6.3 感應加熱試驗分析58-61
• 7 總結與展望61-63
• 參考文獻63-65
• 致謝65-68

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