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感应加热利用工件中涡流的焦耳效应将工件加热,该方法具有效率高、控制精确、污染少等特点,在工业生产中得到了广泛的应用。然而基于试验的传统设计方法却耗时费力,并且成本高,因此,数值模拟技术在感应加热中的应用具有重要意义。本文根据感应加热原理特点,研究并实现了感应加热过程的数值模拟计算,全文内容分为七章: 第一章:简述了感应加热技术的发展及其在工业中的应用,详细介绍国内外学者在感应加热数值模拟方面所做的研究工作,最后给出本文的研究背景、意义和主要研究内容。 第二章:介绍了感应加热的基本原理,推导了感应加热工件内电磁场与涡流分布的理论公式,对感应加热涡流场计算的一般问题、传统感应加热工程工程设计计算的不足以及电磁场数值计算方法作了介绍。 第三章:介绍了ANSYS中引入复矢量磁位计算电磁场、涡流场的方法以及温度场求解的数学模型,简述了ANSYS软件中的电磁场、温度场以及耦合场分析。 第四章:根据感应加热问题的特点,建立了计算模型,确定了模拟计算中边界条件、网格划分、材料温度依赖性等问题的处理方法。 浙江工业大学硕十学位论文给出了感应加热数值模拟的基本过程以及电磁场温度场相互祸合的实现方法。 第五章:用ANSYS软件对感应加热过程中工件内涡流场、温度场的一些基本问题进行模拟及分析,主要包括:加热过程中工件涡流功率密度及温度分布规律;频率与磁力线逸散对加热效果的影响;同时对感应淬火淬硬层深度进行了模拟预测。 第六章:就感应加热在透热与淬火两大方面的实际应用工况进行模拟分析。结果表明,数值模拟结果与实际应用基本一致,证明了数值模拟方法的正确与实用性。 第七章:对全文进行总结,同时提出有待进一步研究和解决的问题。