【摘要】：隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提高,代替家務(wù)勞動的電器產(chǎn)品需求越來越大,因此迫切需要實現(xiàn)家用電器生產(chǎn)線的自動化、智能化。傳統(tǒng)的感應(yīng)線圈為螺旋形線圈,感應(yīng)加熱時需要將工件套入線圈的內(nèi)部,無法應(yīng)用于自動生產(chǎn)線。本研究設(shè)計了五種開口式異形感應(yīng)線圈,詳細討論了異形線圈的設(shè)計思路及繞制方法,并對感應(yīng)線圈的加熱情況進行有限元數(shù)值計算。本文以麥克斯韋方程組、傳熱學微分方程為理論基礎(chǔ),研究并選擇適合于感應(yīng)釬焊過程的數(shù)值計算方法,建立了針對感應(yīng)釬焊的物理模型。研究中采用有限元方法建立了五種開口式異形感應(yīng)線圈的三維模型,建立了適合于不同線圈的導磁體模型,并在所建立的有限元模型中,考慮了隨溫度變化的材料物理性能參數(shù)。本研究搭建了感應(yīng)釬焊溫度測試實驗平臺,測試了感應(yīng)加熱過程中工件的表面溫度隨時間變化曲線,分析了不同線圈的加熱效率。測試結(jié)果與計算結(jié)果對比分析表明二者吻合良好,驗證了本文所選用的計算方法和有限元模型的準確性,為線圈的設(shè)計及其數(shù)值分析提供了理論指導。數(shù)值研究了鋼-鋼、鋼-銅、銅-銅等不同材質(zhì)感應(yīng)釬焊的電磁場和溫度場,確定了在一定時間內(nèi)不同異形線圈完成感應(yīng)釬焊所需要的電流、頻率等工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明,線圈結(jié)構(gòu)決定了磁感應(yīng)強度的分布,從而決定了感應(yīng)釬焊溫度場的分布,因此,要獲得所需要的溫度場需要對線圈結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計。研究表明,對于同質(zhì)釬焊接頭,磁感應(yīng)強度的分布與溫度場的分布形狀相近,溫度分布均勻;而異質(zhì)釬焊接頭二者存在較大差異,銅管的溫度比鋼管的溫度高而且分布均勻,鋼-銅異質(zhì)接頭感應(yīng)加熱時銅管溫度升溫速度快、溫度高。
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG454

【參考文獻】

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本文編號：2693976