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文檔簡介
1、在船舶建造過程中,很大一部分工作是船體雙曲率外板的加工制造。隨著造船業(yè)的發(fā)展,船體曲板加工的質(zhì)量和效率會顯著影響整個船舶的整體制造周期,進而影響建造成本。目前,船廠普遍采用水火彎板方式來加工雙曲度外板。這種方法利用氧氣和乙炔燃燒產(chǎn)生的熱量作為熱源,但是具有加工質(zhì)量不穩(wěn)定、加熱成型效率低、污染嚴重等缺點。電磁感應(yīng)加熱基本原理是:在鋼板上方的線圈中通入高頻交流電,該交流電在鋼板內(nèi)部產(chǎn)生高頻電磁場,高頻電磁場感生出感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生焦耳熱
2、,焦耳熱對鋼板進行加熱,從而使鋼板產(chǎn)生塑性變形。電磁感應(yīng)加熱有以下優(yōu)點:電能利用率很高;加熱范圍比較小,因此可以精確控制加熱區(qū)域;不會對環(huán)境造成污染。所以電磁感應(yīng)加熱熱源作為新的熱源可以替代氧-乙炔焰。本文利用ANSYS軟件對船體外板的電磁感應(yīng)加熱過程進行仿真模擬,主要研究了以下幾個方面的內(nèi)容。
?。?)分析了電磁場的基本理論,包括感應(yīng)加熱所特有的渦流分布特性、麥克斯韋基本方程組。另外,引入復(fù)矢量位將麥克斯韋方程組進行簡化,介紹
3、了感應(yīng)加熱的有限元求解方法。
?。?)分析利用ANSYS軟件對電磁場和溫度場進行數(shù)值模擬的方法,以及溫度場和電磁場耦合計算的原理與實現(xiàn)方法。
?。?)研究了影響單回線型感應(yīng)器的加熱效果的主要橫截面參數(shù)。通過對比分析,得到單回線感應(yīng)器最優(yōu)比例系數(shù)曲線,該曲線對感應(yīng)器尺寸的選取具有十分重要的參考價值。
(4)運用ANSYS進行數(shù)值模擬,研究了磁場強度在板長和板厚方向的分布規(guī)律,以及電流密度、電流頻率、感應(yīng)器與鋼板之
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