在船舶建造过程中,很大一部分工作是船体双曲率外板的加工制造。随着造船业的发展,船体曲板加工的质量和效率会显著影响整个船舶的整体制造周期,进而影响建造成本。目前,船厂普遍采用水火弯板方式来加工双曲度外板。这种方法利用氧气和乙炔燃烧产生的热量作为热源,但是具有加工质量不稳定、加热成型效率低、污染严重等缺点。电磁感应加热基本原理是:在钢板上方的线圈中通入高频交流电,该交流电在钢板内部产生高频电磁场,高频电磁场感生出感应电流,感应电流产生焦耳热,焦耳热对钢板进行加热,从而使钢板产生塑性变形。电磁感应加热有以下优点:电能利用率很高;加热范围比较小,因此可以精确控制加热区域;不会对环境造成污染。所以电磁感应加热热源作为新的热源可以替代氧-乙炔焰。本文利用ANSYS软件对船体外板的电磁感应加热过程进行仿真模拟,主要研究了以下几个方面的内容。(1)分析了电磁场的基本理论,包括感应加热所特有的涡流分布特性、麦克斯韦基本方程组。另外,引入复矢量位将麦克斯韦方程组进行简化,介绍了感应加热的有限元求解方法。(2)分析利用ANSYS软件对电磁场和温度场进行数值模拟的方法,以及温度场和电磁场耦合计算的原理与实现方法。(3)研究了影响单回线型感应器的加热效果的主要横截面参数。通过对比分析,得到单回线感应器最优比例系数曲线,该曲线对感应器尺寸的选取具有十分重要的参考价值。(4)运用ANSYS进行数值模拟,研究了磁场强度在板长和板厚方向的分布规律,以及电流密度、电流频率、感应器与钢板之间间距对磁场强度的影响。另外重点分析了二维和三维温度场分布规律,分析了电流密度、电流频率、感应器与钢板之间间距等因素与温度场分布的关系。