對于齒輪的感應加熱熱處理過程，本文通過循環對稱齒輪模型的感應加熱案例簡單介紹Marc的相變熱處理仿真方法和流程。

循環對稱模型仿真須滿足模型結構和邊界條件都遵循循環對稱條件，從而在很大程度縮減模型規模、簡化模型，減少求解時間和內存需求，實現更精細的網格，更詳細地研究模型。

在整體齒輪簡化為循環對稱的模型后，進行感應加熱，淬火連續工藝過程仿真，發現齒輪淬火導致奧氏體向馬氏體的轉換，從而在相變區域獲得更好的材料性能；但也會在齒輪內部引入各種殘余應力，從而改變其機械性能。

齒輪有18個齒，采用循環對稱只建立一個齒牙，再進行厚度方向對稱定義，然后進行有限元網格劃分。感應加熱階段，電磁線圈內定義150kHz頻率的1200A感應電流進行齒輪加熱，加熱時間2s，然后關閉感應線圈，進行淬火冷卻，冷卻時間7s內。

為正確計算電磁場，另外需要對齒輪周圍的空氣進行建模，齒輪附近的空氣已采用精細網格建模（接觸體：InnerAir和BelowGearAir），而遠離齒輪的空氣則采用粗網格建模（接觸體：OuterAir）。線圈的扇區是單獨建模的，這樣它就可以在施加電流的電路中使用。圖1所示。

定義了兩種載荷情況。在第一種負載情況下，使用固定步進加熱齒輪2s。第二種負載情況下，齒輪被迅速冷卻。這是通過使用第二個接觸表來完成的，在該接觸表中，齒輪不再與主體InnerAir和BelowGearAir接觸，從而可以向環境散熱。使用自適應多標準步進程序，其中每個節點允許40°C的最大溫度增量。請注意，當選擇較小的溫度增量（如20°C）時，相變的結果將稍微更準確。 

圖5顯示了加熱階段結束時齒輪中的溫度。圖6顯示了加熱階段齒輪中感應電流的電流密度。在模擬開始時，齒輪完全由鐵素體組成，圖7顯示了分析終止時馬氏體的分布。圖8顯示了分析結束時的Von Mises應力。

敬請參照 “Marc2022.4用戶手冊 e122 案例，案例中含所需要的數據文件。