電磁感應加熱的案例
玩具熊制作過程中的電磁感應加熱仿真 ￥500
<p>本案例建立了一電磁感應加熱裝置，基于COMSOL軟件模擬了玩具熊制作過程中的電磁感應加熱過程，幾何模型如圖1所示。仿真結果如圖2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/c56395adfdc648d499ba30783ae4df9c.png" alt="Untitled31.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 幾何模型</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/15e33f57252c4a27bde1c88a8cea9746.png" alt="Untitled32.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>電磁場分布</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/d67d0fbcaa8f41998b375f893ed5367a.png" alt="Untitled33.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>玩具熊的電磁感應加熱制作過程</strong></p><p>感興趣的朋友可以下載模型，歡迎交流合作</p>
展開 COMSOL這個模型再不會不應該了昂(電磁加熱模型)
Q235 鋼材含碳量在0.12%~0.20%之間，熔點為1493 ℃，屈服值隨材質厚度的增大而減小，電磁感應線圈采用型號 GN500 規格為 4mm2耐高溫編織云母線。
3、電磁場渦流場控制方程
電磁加熱系統由電磁加熱控制板和加熱線圈兩部分組成，電磁控制加熱板將工頻交流電整流、濾波、逆變成高頻交流電，交流電流過線圈并產生交變磁場，電磁感應加熱中麥克斯韋方程組如下：
?·H = J （1）
?·E = - ?B/?t（2）
?·D = ρ （3）
?·B = 0 （4）
式中：?為漢米爾頓算子；向量H為磁場強度，A/m；向量J為電流密度，Α/m2；向量D為電通密度，C/m2；向量 B 為磁感應強度，T；向量 E 為電場強度，V/m；ρ 為電荷密度，C/m3。
同時，4個向量H、E、D、B由以下方程構成：
B = μrμ0H （5）
D = εrε0E （6）
J = σE （7）
E = ?V - ?A/?t（8）
? 2A?/?r2 +?A?/r·?r +? 2A?/?z2 - A?/r2 = μ0μrσ· ?A?/?t（9）
式中：μr為相對磁導率；μ0為真空磁導率，H/m；εr為介電常數；ε0 為真空介電常數，F/m；σ 為電導率，S/m；向量A為磁矢勢；r為磁感應線圈截面半徑，m。
在經典的感應理論中，推導出的解從式 （8） 線圈產生的磁場開始；也可從磁矢量勢A推導，式 （9）采用擬靜態方法求解。這里采用圓柱坐標系，采用二維軸對稱模型求解方程。
展開 基于COMSOL軟件模擬食品帶運輸過程中的電磁加熱過程 ￥800
<p>電磁加熱也稱電磁感應加熱，即電磁加熱(外文:Electromagnetic heating縮寫：EH)技術，電磁加熱的原理是通過電子線路板組成部分產生交變磁場、當用含鐵質容器放置上面時，容器表面即切割交變<a href="https://baike.baidu.com/item/%E7%A3%81%E5%8A%9B%E7%BA%BF/1868302" rel="noopener noreferrer" target="_blank">磁力線</a>而在容器底部金屬部分產生交變的電流（即<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B6%A1%E6%B5%81/620414" rel="noopener noreferrer" target="_blank">渦流</a>），渦流使容器底部的載流子高速無規則運動，載流子與原子互相碰撞、摩擦而產生熱能。從而起到加熱物品的效果。因為是鐵制容器自身發熱，所以熱<a href="https://baike.baidu.com/item/%E8%BD%AC%E5%8C%96%E7%8E%87/2287418" rel="noopener noreferrer" target="_blank">轉化率</a>特別高，最高可達到95%是一種直接加熱的方式。
展開 承壓設備厚板中頻感應加熱局部熱處理試驗研究
對于超大直徑超壁厚的此類容器，卡式爐加熱是我國加氫反應器總裝環縫局部熱處理的主要方法[5]。加氫反應器材料為加釩鋼時，熱處理溫度為 705 ℃±14 ℃[4]。材料為鉻鉬鋼時，熱處理溫度為 690 ℃±14 ℃。保溫過程中的溫差不能超過 28 ℃[4]。可見，加氫反應器在局部熱處理中對溫度均勻性的要求較高。溫度過高或過低都不利于獲得最佳的母材、焊縫的抗回火脆化性能和理想的綜合力學性能。目前，工業上對大型承壓設備進行局部焊后熱處理的加熱方式主要包括陶瓷電阻加熱片加熱、火焰加熱和感應加熱[6]。陶瓷電阻加熱片加熱的最大壁厚為 70 mm。卡式爐、模塊爐通常采用火焰加熱，能源消耗巨大，能量利用率低，不符合國家對節能環保的要求。現場采用卡式爐進行熱處理需要重新布置天然氣管線，成本昂貴。除此之外，對于現場立式加氫反應器總裝縫的熱處理也是不適用的。產品大型化后現場制造的案例越來越多，總裝環縫最終焊后熱處理手段較少，亟需開發先進的加熱方式。感應加熱技術[7-8]具有清潔、高效、節能、環保的優勢，在國內核電、風電、船舶、航空等有著廣泛的現場應用。因此，采用感應加熱進行焊后熱處理是一種可行的加熱方式。
研究人員對感應加熱溫度均溫性進行了有益的有限元模擬和試驗研究。李向國等[9-10]采用有限元方法對堆芯補水箱筒體內壁和管板一次側堆焊及焊后消氫感應加熱溫度場進行了數值模擬，分析了感應加熱過程中感應線圈結構和參數對溫度場分布的影響，實際溫度測量比模擬溫度吻合較好。陳保潔[11]利用有限元軟件對圓管型焊縫進行感應加熱模擬，提出了內外保溫及變電流的加熱方式滿足熱處理溫差要求。馮曉明[12]以加氫反應器彎管為研究對象，研究了采用不同纏繞匝數及升溫速率等試驗參數組合下的工藝曲線，為電磁感應加熱技術提供參考。孫國輝等[12]探討了蒸汽發生器管板堆焊時采用感應加熱預熱和后熱的可行性。
展開 
Simcenter MAGNET 電磁感應加熱應用——感應爐中的電磁懸浮
一般而言，負載彎月形計算確定熔融負載形狀，其液壓等于線圈磁場的電磁壓力。
第三條曲線顯示二階橢圓體，其底部直徑等于固體負載直徑和熔融負載體積。Simcenter MAGNET 模塊磁場集中分布在熔融負載區，尤其是外徑以內。該區域的磁場強度可用來確定最初的彎月形高度和底部直徑（下圖 曲線 2）。
下圖 曲線 2 與 Simcenter MAGNET 生成的電磁壓力曲線不兼容（見下圖 a）。兩條曲線在兩端重合，中間段各異。改進曲線兼容性的方式有兩種：a) 感應線圈設計，以及 b) 感應線圈位置。
從一開始就采用線圈設計方法：該設計采用圓柱和圓錐線圈匝數組合。它在設計初期即已展示出理想的效果。上圖b 曲線體現出很好的一致性。
線圈位置導致碰撞結果：無法為適應所有變數找到最佳線圈位置。相關方面作出設計更改，將工藝流程中的感應線圈從爐頂加熱改為爐底加熱。設計更改可與時間步同步執行，也可持續進行。
對這種變數進行探索后，結果令人滿意。下圖顯示負載曲線計算示例。
開發方法效率通過估算熔爐負載利用率來確定。負載利用率 (LU) 系數可以應用于此目標。LU 系數是指熔融負載質量與爐料質量之間的比率。如圖 所示，使用可移動感應線圈時，LU 系數高達 90% 以上。
結論
在這個案例中充分運用Simcenter MAGNET對感應爐與冷坩堝計算，有利于設計出熔融金屬與爐內坩堝接觸最少的熔爐。這顯著降低了負載污染。
Simcenter MAGNET在三維電磁場求解問題上求解效率高占用計算資源少。
Simcenter MAGNET求解器自帶了電磁-熱耦合分析，可以支持各種類型的電磁加熱相關問題。
Simcenter MAGNET腳本功能十分強大支持進行各種方式的求解調用。
展開 ansys apdl 熱和電磁場分析案例 ￥15
1.三維電磁感應加熱（附帶完整計算命令流及注釋說明）2.鋼球的淬火（附帶完整計算命令流及注釋說明）3.二維靜態磁場分析（附帶完整計算命令流及注釋說明）。
三維電磁感應加熱---感應加熱的激勵源為365000HZ的交流電，線圈電流密度為2.04e8A/m^2，線圈和管子的幾何模型如下圖所示：
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間，然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法，下圖為鋼球溫度變化曲線：
二維靜態磁場分析---把螺線管制動器作為2D軸對稱模型進行分析，計算銜鐵部分螺線管制動器的運動部分)的受力情況和線圈電感。
展開 高光無痕注塑工藝的關鍵是什么？
（4）電熱管傳熱的電熱模溫機
采取電阻加熱元件（電熱板，電熱框，電熱圈等）作為熱源，其中電熱管應用較多，它以金屬管為外殼（包括不銹鋼、紫銅管），沿管內中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻、鐵鉻合金），其空隙填充壓實具有良好絕緣導熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠密封。電熱元件可加熱空氣、固體和各種液體。
目前直接加裝在模具里的電熱器加熱系統成本較高，并需支付模具設計專利費。電熱管加熱速度較快，控制溫度范圍可達350℃，利用該系統后，15s就可將模具溫度加熱到300℃，然后 15 s又能將模具溫度冷卻到20℃。但只適合尺寸較小的產品使用。由于加熱絲直接加熱溫度較高，相對模具壽命會縮短。
（5）高頻電磁感應加熱系統
根據電磁感應原理使工件的溫度升高。由于集膚效應，在工件表面上產生的渦流最強，而在內部很弱，到芯部接近于零。因此這種方法可只對工件表面至集膚深度范圍加熱，因此加熱體積小，升溫速度快，加熱速度在14℃/s以上，如臺灣中原大學研發的系統升溫速度已經達到20℃/s以上。表面加熱完成后，再搭配快速低溫冷卻設備，可達到模具表面快速加熱、冷卻的效果，實現變模溫控制。
（6）紅外線輻射加熱系統研究人員正開發利用紅外線輻射的方式直接對型腔部位進行加熱。紅外線的傳熱形式是輻射傳熱，由電磁波傳遞能量，不需要傳熱介質，具有一定的穿透能力。與其它方式相比，具有節省能源、安全、設備簡單、易推廣等優點。但由于光亮金屬紅外線吸收能力較弱，加熱速度慢。
（7）氣體式回執系統
高溫氣體作為快速變模溫的介質，在充填階段前快速準確確定量地將氣體注入型腔中，可以瞬間將模面溫度提高至200℃左右，且高溫區域可控制在模具表面附近，不會造成模具其它部分因溫度京華劇烈產生尺寸膨脹的配合度問題。該技術無需對現有模具作太大的修改，模具制造成本較低，但密封要求高。
展開 【往年優秀論文賞析】感應加熱數值仿真及其并行加速性能測試
Ansys
摘 要：以內嵌金屬顆粒的石墨球為研究對象，基于感應加熱基本理論，建立了電磁場與溫度場耦合的有限元數學模型，利用通用多物理場分析軟件ANSYS 對金屬石墨球的感應加熱過程進行了數值仿真，計算中考慮材料隨溫度變化的非線性特征，采用多場順序耦合方法，得到了石墨球溫度隨加熱時間變化規律，并對不同頻率和電流密度下石墨球感應加熱效果進行了對比分析，計算結果為石墨球感應加熱實驗的開展提供參考。同時，基于上海超算中心“蜂鳥”高性能計算平臺，探討在不同核心數下求解多場問題的并行效率，為該類問題的大規模并行計算以及更好發揮并行計算優勢提供參考。
1. 前言
感應加熱是利用電磁感應在導體內產生渦流熱效應來加熱工件的電加熱，該方法以其效率高，控制精確，污染少，安全性好等優點在工業生產中得到廣泛應用。感應加熱過程是電磁感應和熱傳導過程相互作用的綜合體現，電磁感應過程中所產生的渦流功率為熱傳導提供所需的能量；熱傳導過程導致的工件溫度分布反過來會影響工件電磁感應所產生的渦流大小。通過現有理論很難求得感應加熱下工件的溫度場分布，而基于傳統的實驗設計方法耗時費力，成本
高昂，如果物理模型復雜且實驗危險，無疑增加了這類問題的難度，目前針對感應加熱器的設計以及工件的渦流效應分析大多是根據經驗公式和實驗進行測算。
展開 立式支承輥感應加熱差溫淬火機床的設計及應用
3.實際應用效果
（1）差溫熱處理工藝
支承輥進行快速感應差溫加熱之前要在箱式爐內整體預熱到350~500 ℃（預熱可使輥身內外溫度均勻一致）。預熱后經快速感應加熱，在輥身表面至190mm層深處形成了810~940℃的加熱層，使工件內外形成溫差，從而減小了加熱造成的熱應力。
預熱后的支承輥轉入感應差溫爐內，要經過三段：
①快速將預熱溫度加熱到工藝設定溫度，從輥身表面到70mm深處同時被電磁感應加熱，形成表面高溫蓄能層，為溫度向內傳導提供熱動力。
②表面加熱層過居里點后提升功率并開始保溫，此時蓄能區進一步擴大到90mm，同時高溫蓄能層的熱量向內傳導，保溫時間確定了所需奧氏體化層的深度。
③工件保溫到時后下降到噴淬位置進行強噴水淬火；當工件表面層溫度下降到工藝第一轉變點時，由強噴水方式轉換成強噴霧方式；當到工藝第二轉變點時，由強噴霧方式轉換成弱噴霧方式；可以使工件獲得最佳的淬火效果。
注：保溫時間長短是根據輥身直徑大小、淬硬層深要求及實際達到的升溫速度來綜合考慮確定，保溫時間過長會造成輥心溫度過高，工藝控制輥心溫度<600℃。
奧氏體化層深至少達到所要求淬硬層的2倍以上，這樣淬火后得到的淬硬層有足夠平緩過渡層分布空間，淬硬層與過渡層處于壓應力區，而拉應力峰向內部推移，使表面層抗疲勞性能有和大提高。
同一支承輥不同深度的實際溫度曲線如圖2所示。曲線分別包含加熱、保溫和噴淬3個部分。
在工件的軸向從外到內安裝9根K型熱電偶，鉆孔深度600mm，第一根熱電偶輥身表面深50mm，以后每隔20 mm1個測量點，最深一根210mm，從記錄儀上可以清晰的看到加熱、保溫、噴淬的全過程，深度越深，溫度越低，溫度差距越大，差溫性越好。
注：熱電偶：（鎳鉻—鎳硅）WREK-K型；記錄儀：無紙FX112（10通道）。
展開 電磁爐加熱過程電磁-熱耦合仿真
電磁爐加熱過程電磁-熱耦合仿真
01
案例背景
電磁爐是日常生活中常見的家用電器，它是利用電磁感應原理對食物進行加熱，電磁爐的托盤是陶瓷材料，交變電流在線圈中的產生磁場，電磁爐鍋底放到托盤上，鍋體底部切割磁力線產生渦流，從而使鍋體本身發熱，用來加熱食物。
本案例采用INTESIM-Multiphysics分析軟件，對電磁爐物體加熱模型進行電磁-熱耦合分析，首先建立渦流場分析，利用軟件的耦合模塊，模擬電磁生熱到熱場的物理量傳遞過程，查看整體的溫度分布，最終得到電磁爐渦流場生熱過程的溫度分布，及被加熱物體的溫升。
02
案例功能特點
案例所屬物理場：多物理場INTESIM-Multiphysics
案例功能：渦流分析、電磁-熱耦合、非匹配網格映射插值
分析類型：諧態分析、穩態分析
03
案例分析
網格模型
電磁爐有限元模型如圖1所示，電磁場網格與溫度場網格是兩套不同的網格，電磁場網格采用高階四面體單元，溫度場網格采用低階四面體單元，有限元模型如圖2所示。
展開 ansys12.0熱力學有限元分析從入門到精通（附光盤內容）
ansys軟件是融結構、熱、流體、電磁、聲學多物理場于一體的大型通用有限元分析軟件。包括多個模塊，不但可進行隱式分析，也可進行顯式分析，并且可進行多物理場間的復雜耦合分析。本書分為兩部分，第1部分講述了基本傳熱學理論和應用ansys進行穩態、瞬態熱分析的基本思路，以及進行非線性分析的注意事項；第2部分結合熱分析工程實例，這些實例涵蓋了坯料電磁感應加熱、零件淬火、鑄造、鍛造、焊接、熱電耦合分析等典型應用實例，由淺入深，詳細講述了應用ansys進行熱分析的基本操作步驟。本書注重方法和思路，重點介紹了應用ansys進行與熱相關的耦合分析方法，包括間接耦合分析、直接耦合分析。耦合場領域包括熱一結構耦合、熱一流體耦合、熱一電耦合、熱一電一磁耦合等，以及隱式熱一結構顯式聯合應用進行分析的方法。本書可供汽車、壓力容器、國防軍工、土木工程、金屬熱加工等行業進行熱分析與產品開發使用，也可以作為大學本科學生與研究生進行熱分析的參考教材。目錄:
前言
第1章ansys熱分析簡介及常用操作
1.1ansys熱分析簡介
1.1.1ansys的熱分析能力
1.1.2ansys熱分析分類
1.1.3ansys中與熱相關的耦合場分析種類
1.1.4ansys中熱分析單元簡介
1.2ansys中常用操作
1.2.1拾取操作
1.2.2顯示操作
第2章熱分析基礎知識
2.1傳熱學基本理論
2.1.1符號與單位
2.1.2熱傳遞的方式
2.1.3熱力學第一定律
地址轉到：http://forums.caenet.cn/showtopic-549565.aspx
展開 
LS-DYNA? 電磁（EM）白皮書
電磁求解器解決了渦流（感應擴散）近似的麥克斯韋方程。這適用于可以將空氣（或真空）中的瞬態電磁波傳播的情況。因此，波傳播無需求解。主要應用是磁性金屬成型或焊接，感應加熱等。 EM模塊將允許電流源引入實心導體并計算相關的磁場，電場以及感應電流。EM求解器與結構力學求解器耦合（洛倫茲力被添加到力學運動方程），并與結構熱求解器（歐姆加熱作為額外的熱源添加到熱求解器）。使用導體的有限元法（FEM）和周圍空氣/絕緣體的邊界元法（BEM）來求解電磁（EM）場，因此，不需要空氣網格。
目錄
LS-DYNA 電磁（EM）求解器.... 3
一、 LS-DYNA EM模塊基本功能... 3
1. 渦流求解器.... 3
2. 感應加熱求解器.... 4
3. 電阻加熱求解器.... 4
4. 導體中的均勻電流.... 5
5. 結構和熱耦合.... 5
6. 軸對稱能力.... 6
7. 電磁接觸.... 6
8. 外部磁場.... 7
9. 狀態方程.... 7
二、 典型應用：.... 8
1. TEAM 3標準測試案例... 8
2. TEAM 4標準測試案例... 9
3. TEAM 7標準測試案例... 9
4. TEAM 10標準測試案例.... 9
5. TEAM 12標準測試案例.... 10
6. TEAM 28標準測試案例.... 10
三、 應用案例.... 11
1. 電磁成型.... 11
2. 電磁轉動.... 12
3. 電磁焊接.... 12
4. 電磁感應加熱.... 13
5. 電動懸浮.... 13
6.
展開 應用在電磁爐觸控面板中的電容式觸摸芯片
電磁爐又名電磁灶，是現代廚房革命的產物，它無需明火或傳導式加熱而讓熱直接在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高。是一種高效節能廚具，完全區別于傳統所有的有火或無火傳導加熱廚具。 電磁爐是利用電磁感應加熱原理制成的電氣烹飪器具。由高頻感應加熱線圈（即勵磁線圈）、高頻電力轉換裝置、控制器及鐵磁材料鍋底炊具等部分組成。
電磁爐的原理是電磁感應現象，即利用交變電流通過線圈產生方向不斷改變的交變磁場，處于交變磁場中的導體的內部將會出現渦旋電流，這是渦旋電場推動導體中載流子（鍋里的是電子而絕非鐵原子）運動所致；渦旋電流的焦耳熱效應使導體升溫，從而實現加熱。
電磁爐的觸摸面板應用了感應原理:利用人體的電流感應進行工作。用戶觸摸屏幕時 ,由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容, 對于高頻電流來說,電容是直接導體,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出,并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比, 控制器通過對這四個電流比例的精確計算,得出觸摸點的位置確認指令。
這里小編推薦兩款由工采網代理韓國GreenChip的電容式觸摸芯片，電容式觸摸芯片 - GT304L，GT304L提供4個LED驅動和32步調光控制器。OUT[1:4]可用于PWM輸出LED調光控制。這是非常經濟的解決方案，當需要LED反饋時，因為沒有額外的材料成本LED控制。對于觸摸輸出結果，可以使用I2C或1對1直接輸出接口。當應用程序中的MCU IO或連接器資源不夠時，I2C接口可能有用。GT304L可應用于2.5V ~ 5.0V的寬供電電壓范圍。它具有CTRL/A0引腳，通過將引腳連接到VCD和GND來選擇靈敏度選項和i2c總線從地址。應用程序將更加強大，并且在EMC、EMI、H/W變化、電壓干擾、溫度漂移、濕度漂移等方面沒有問題。
展開 基于comsol的電磁加熱器具分析
基于comsol的電磁加熱器具分析
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飛機電磁加熱鉚接技術分析研究
摘 要：電磁加熱鉚接技術的出現很好的解決了飛機冷鉚接所存在的不足，對提升飛機鉚接質量有著比較重要的改善作用。本文通過對飛機電磁加熱鉚接技術進行簡單的概述，結合我國電磁加熱鉚接技術在飛機鉚接過程中的實際情況，對具體的技術細節進行闡述，望能夠對我國飛機應用電磁加熱鉚接技術有所指導意義。
中國論文網 http://www.xzbu.com/8/view-6865955.htm
關鍵詞：飛機鉚接；電磁加熱；分析研究
一、飛機電磁加熱鉚接技術概述
鉚接技術作為對飛機進行結構鏈接和修理最為關鍵的方法，主要應用在飛機機壁結構上將蒙皮和部分物件進行鏈接，1970年之前飛機鉚接技術中還主要是采用冷鉚技術為主，冷鉚中主要采用氣動錘鉚、液壓壓鉚兩種方法，分別采用冷氣作為鉚接動力，冷鉚中所采用的鉚槍體積小，重量較輕，所以使用也就比較方便，這種鉚接技術能夠有所發展也是因為這一大優勢。
1970年以后，隨著當代飛機設計使用壽命和可靠性的要求越來越高，大量欽合金、高強度鋼的應用越來越多，由于欽合金鉚釘的硬度高，塑性差，鉚接時鉚釘桿的膨脹量小，不易填滿鉚孔，難以形成墩頭，并且經常產生裂紋，這就不得不采用新的熱鉚接方法和工藝。國外如美國、俄羅斯熱鉚接設備主要采用電阻加熱的原理給鉚釘加熱后鉚接，如美國的隱形飛機機件大量采用熱鉚接方法，熱鉚接后基本看不出鉚釘的痕跡。
到目前為止，磁感應加熱原理的熱鉚接技術在我國還沒有應用到飛機結構的鉚接，也無成型的電磁熱鉚接設備，因此開展電磁熱鉚接技術的研究研制具有自主知識產權的電磁熱鉚接設備具有十分重要的意義。
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