感应线圈参数对钢板温度场的影响及线圈尺寸选取.pdf

第41卷第4期
属熟餍
Vo. 41 No 4
2016年4月
HEAT TREATMENT OF METAL
April 2016
数偵模拟
感应线圈参数对钢板温度场的影响及
线圈尺寸选取
王园武2,柳存根2,汪学锋
海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240;
2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海200240)
摘要:以单回线型有导磁体感应器为研究对象,通过设计正交试验,运用数值模拟的方法分析了影响钢板温度场的主要横截面参
数,定义了线圈横截面尺寸的5个尺寸比例系数。结果表明,影响温度场最高温度的主要截面参数依次为:导磁体单側厚度C1、导
磁体跨距a以及导磁体伸出高度C2。当导线宽度h为10~20mm时,确定了使加热效果最好的比例系数的取值范围。
关键词:感应加热;感应线圈;温度场;比例系数
中图分类号:TG156文献标志码:A文章编号:0254-6051(2016)04-0178-05
Influence of induction coil parameter on temperature field of
steel plate and choosing of coil
sle
ang Yuanwu". Liu Cungen Waug.%
Wa
(1. State Key Laboratory of Ocean Tngineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2. Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep Sea Txploration, Shanghai 200240, hina
Abstract: Orthogonal experiments were designed to research the main cross-sectional parameters of single short conductor inductor with
magnetizer affecting temperalure field by using numerical simulation method. And five proportionality coefficients of cross-section of the coi
were defined. The results show that the main cross -se tional parameters influencing the highest temperature of temperature field are magnetizer
thickness, magnetizer span and the stretched out height of magnetizer. When the conductor width varies from 10 mm to 20 mm, the best
numerical value range of the five oortioality coefficien which contr utes to the best heating efficiency are determine
Key words: induction heating; induction coil; temperature field; proportionality coefficients
船舶外表面由双曲率的外板组成,目前船厂外板交变的电磁场产生交变电场,从而在导体内部产生涡
成型主要运用氧乙炔焰作为热源的水火弯板成型方电流使工件加热。
式。然而,采用氧乙炔焰作为热源有很多不足之
为了研究高频电磁感弯板成型规律,首先必须
处:加热效率低,难以实现自动化生
设计合理的感应线圏的型式和参数,目前学者们主要
由于影响水火弯板成型的因素较多,成型规律复是研究了感应器设计的一般原理或设计的经验?,而
杂,目前主要依靠工人的经验进行加工和校正,加工效对感应器参数对加热效果的影响的定量分析非常少。
率低,成型质量不稳定2。为了克服氧乙炔热源的缺正交试验设计是用于多因素试验的一种方法,设计的
点,人们开始研究高频电磁感应加热穹板成型方法。正交表具有“均衡分散,整齐可比”的特点,可以从全
该种方法具有许多独特优点:容易实现精确控制、加面试验中挑选出有代表的点进行试验,常用于试验设
热效率高、加热成木低、加热功率大、加热速度快1。计中对主要影响因素的分析和寻找最佳参数组合
高频电磁感应加热的基本原理是:将感应线圈置于工本文通过正交试验定量分析计算.了单回线型感应线圈
件上,在感应线網内施加高频感应电流,由电磁感应定的参数对温度场的影响。
律知交变的电流在工件导体内产生交变的磁场,同时
1感应器的型式
收稿日期:2015-10-(05
基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CBO36103);海
感应器和钢板的横截面如图1所示。
洋工.程国家重点实验室基金(CKZD010010)
感应器尺寸选取的一般原则是:C1的尺寸与线圈
作者简介:1国式(199ー),男,预土研究生,主要从事船舶先进制造技产生的磁通量ゅ的关系为b=BS=B(C?I),当线圏
术的研筑,どi:snaa.a通讯作者:柳存根、な?的结构和电参数固定时,ゅ是常量,为了减小铁损发
联系电话:021-34206746,F-mal:celil(@situ.edn.cn
doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2016.04.040
热,增大C,可以减小磁感应强度,一般当h=10mm