棒材纵向磁通感应加热数值模拟研究

利用ANSYS有限元软件中的电磁-热耦合技术,通过建立有限元模型,分别采用单项方波电流与正弦波电流对棒材感应加热,分析了在加热过程中,不同电流频率、电流密度、占空比的方波电流和正弦波电流对工件的加热效果及影响规律.结果表明:增大方波电流与正弦波的电流强度和频率都会提高工件在相同加热时间所达到的温度.相比正弦波电流,占空比20%方波电流在相同时间内对工件的加热速率更快,但由于集肤效应,使工件径向温度差相对较大.且在电流有效值固定情况下,减少占空比可以增加对工件加热速率,增加电流的有效利用率.同时,模拟计算值与实验值进行了比较,结果基本吻合.因而证明采用方波电流感应加热对加热速率以及实际工艺有更好的效果.