大型筒节感应加热过程电磁-热耦合有限元仿真

作者：孙建亮; 邱丑武; 彭艳; 董志奎; 常荣伟

来源：钢铁, 2016, 51(11): 93-100.

DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160104

• 大型筒节
• 感应加热
• FEM
• 尖角效应
• 线圈结构设计

基于ANSYS和ANSOFT Maxwell软件建立了大型筒节感应加热正火过程的电磁-热耦合模型。针对感应加热过程尖角效应问题,提出了3种解决方案:将矩形线圈改为工型线圈;筒节端部焊接热处理环;筒节端部焊接热处理环,同时在线圈端部添加导磁体。对不同方案的温度场和应力场进行了模拟,模拟研究结果表明,采用矩形线圈对筒节感应加热时,筒节端部会因尖角效应和端部磁力线过密而出现过热甚至过烧问题;采用工型线圈,能一定程度削弱尖角效应,但在加热结束时会导致筒节端部温度不足;焊接热处理环是除去尖角效应的有效办法,但并不能解决筒节端部温度过高的现象;在筒节端部焊接热处理环,同时在端部线圈处添加导磁体,不仅能去除尖角效应,且整体加热效果较好,热应力也在筒节材料能承受的范围之内。

• 出版日期2016
• 单位燕山大学