高强度钢方管局部感应加热数值模拟及实验研究

TG335.75; 为了解决高强度钢方管难变形、易开裂等成形难题,在传统冷成形工艺基础上,引入局部感应加热技术.基于矢量磁位法和物理环境法,利用ANSYS参数化设计语言建立局部感应加热电磁-温度场耦合模型.在不同加热工艺参数下进行数值模拟,并采用优化后参数进行实验研究.模拟结果表明,导磁体通过增大磁场强度,可以明显提升感应加热效率.加热频率越高,外圆角区域加热速度越快,但与内圆角区域之间的温差也越大.加热功率越高,高温区域和温度峰值越大,但外圆角区域更容易过热.实验结果表明,采用优化后的加热工艺参数,可以获得圆角半径极小、角部厚度增加且没有裂纹缺陷的高强度钢尖角方管.加热温度模拟值与实测值的误...

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Published in上海交通大学学报 Vol. 57; no. 2; pp. 241 - 252
Main Authors 王宇, 刘靖, 马晓燕, 韩静涛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083%欣诺冷弯型钢产业研究院(曹妃甸)有限公司,河北唐山063200%北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083 28.02.2023
欣诺冷弯型钢产业研究院(曹妃甸)有限公司,河北唐山063200
Subjects
矢量磁位
局部感应加热
多物理场耦合
高强度钢热成形
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ISSN1006-2467
DOI10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.360

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Abstract TG335.75; 为了解决高强度钢方管难变形、易开裂等成形难题,在传统冷成形工艺基础上,引入局部感应加热技术.基于矢量磁位法和物理环境法,利用ANSYS参数化设计语言建立局部感应加热电磁-温度场耦合模型.在不同加热工艺参数下进行数值模拟,并采用优化后参数进行实验研究.模拟结果表明,导磁体通过增大磁场强度,可以明显提升感应加热效率.加热频率越高,外圆角区域加热速度越快,但与内圆角区域之间的温差也越大.加热功率越高,高温区域和温度峰值越大,但外圆角区域更容易过热.实验结果表明,采用优化后的加热工艺参数,可以获得圆角半径极小、角部厚度增加且没有裂纹缺陷的高强度钢尖角方管.加热温度模拟值与实测值的误差均值约为7.57％,说明有限元模型具备良好预测精度.
AbstractList TG335.75; 为了解决高强度钢方管难变形、易开裂等成形难题,在传统冷成形工艺基础上,引入局部感应加热技术.基于矢量磁位法和物理环境法,利用ANSYS参数化设计语言建立局部感应加热电磁-温度场耦合模型.在不同加热工艺参数下进行数值模拟,并采用优化后参数进行实验研究.模拟结果表明,导磁体通过增大磁场强度,可以明显提升感应加热效率.加热频率越高,外圆角区域加热速度越快,但与内圆角区域之间的温差也越大.加热功率越高,高温区域和温度峰值越大,但外圆角区域更容易过热.实验结果表明,采用优化后的加热工艺参数,可以获得圆角半径极小、角部厚度增加且没有裂纹缺陷的高强度钢尖角方管.加热温度模拟值与实测值的误差均值约为7.57％,说明有限元模型具备良好预测精度.
Author 王宇
刘靖
韩静涛
马晓燕
AuthorAffiliation 北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083%欣诺冷弯型钢产业研究院(曹妃甸)有限公司,河北唐山063200%北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;欣诺冷弯型钢产业研究院(曹妃甸)有限公司,河北唐山063200
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