Abaqus 電磁-熱傳導耦合分析實例

中高頻電磁感應加熱是利用電磁感應在感應線圈（一般為銅管）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，如圖1所示。

中高頻電磁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。

如圖2所示，在鐵磁性材料（組織中含有鐵素體）中，當溫度低于居里點時，相對磁導率可以達到200-600個單位；然而溫度上升至居里點溫度以上后，相對磁導率會迅速降低至1左右。因此，電磁感應加熱過程中溫度升高時必然也會影響著周圍空間的磁場分布，故而電磁-熱傳導的相互耦合分析更為合理。

現在較高版本的ABAQUS軟件中模型類型分為Standard&Explicit和Electromagnetic兩種類型。然而，基于ABAQUS的電磁感應加熱的耦合分析相關實例較少，幫助文檔中耦合分析實例的創建過程沒有十分詳細描述。本文對第三方軟件的幾何模型進行相關操作，創建了電磁——熱傳導耦合分析的全過程。

其耦合分析過程的關鍵點在于：

(1) 電磁分析inp文件，進行修改關鍵字（edit keywords），格式如下：

*Co-simulation,program=multiphysics,name=Job-1

*Co-simulation Region,type=volume,export

elset_A,EMJH

*Co-simulation Region,type=volume,import

elset_A,TEMP

（2）熱傳導分析inp文件，進行修改關鍵字（edit keywords），格式如下：

*Co-simulation,program=multiphysics,name=Job-2

*Co-simulation Region,type=volume,import

elset_A,CFLUX

*Co-simulation Region,type=volume,export

elset_A,NT

（3）編寫配置文件（configuration file），模板如下：

      em_job_name

      ht_job_name

      duration_value

(3) 通過ABAQUS command提交耦合分析，輸入語句格式如下：

abaqus cosimulation -job job-1, job-2 -cosimjob job-3 -config configuration_file_name interactive

上述加粗標注的需要根據模型來進行修改的，如

elset_A表示需要傳遞耦合分析數據的單元集合，

job-1為電磁分析的job名稱；

job-2為熱傳導分析的job名稱；

job-3為自定義耦合分析的job名稱；

configuration_file_name為ABAQUS工作路徑下配置文件（.xml格式）的名稱。