感应加热物理环境VIP免费

ANSYS耦合场分析指南第二章2.10使用物理环境方法进行热—传导分析的实例本例示例了一个瞬态感应加热问题。该问题演示了顺序求解谐波电磁分析及有重启动的瞬态传热分析。长钢坯通过感应线圈经历表面加热导致快速升温的过程。线圈紧贴钢坯表面放置并通过高频交变大电流。AC交流电感应加热钢坯，最显著的是表面，其温度快速升高。简化的模型只考虑长钢坯的有限长度，如图2-16简化为一维问题进行研究。图2-16轴对称一维感应加热区域片钢坯将加热到700°C。对热问题及电磁场问题必须考虑温度相关的材料属性。必须顺序求解该问题。首先做一个交流谐波电磁场分析然后做一个瞬态热分析。而且，必须在不同时间间隔重复电磁分析来校正影响求解的温度相关属性及对钢坯的热载荷。如图2-17所示。图2-17求解流程图感应加热问题求解步骤如下。步骤1：建立属性关系对模型区域定义如表2-6的属性关系表2-6物理环境属性区域类型材料实常数钢坯121线圈231空气211钢坯表面323建立整个区域的模型。对不同区域分配属性。（钢坯表面用于定义热辐射用的表面效应单元。与实体区域的处理不同）。通过定义如表2-7所示单元类型及材料属性定义电磁物理环境。表2-7电磁物理环境区域类型材料实常数钢坯PLANE13MURX(T),RSVX(T)None线圈PLANE13MURXNone空气PLANE13MURXNone钢坯表面NULLType(0)NoneNone?如图2-18分配合适的边界条件及载荷图2-18电磁物理环境名义边界条件?定义合适的载荷步及求解选项?写电磁物理环境到一个文件命令:PHYSICS,WRITEGUI:MainMenu>Preprocessor>PhysicsEnviron创建如下热物理环境：?删除名义边界条件及重新设置选项。命令:PHYSICS,CLEARGUI:MainMenu>Preprocessor>PhysicsEnviron将单元类型由电磁改变为热类型，设置KEYOPT选项。在空气及线圈区域定义零单元类型（假定只考虑钢坯的热交换分析），见表2-8。表2-8热物理环境区域类型材料实常数钢坯PLANE55KXX(T),ENTH(T)None线圈NULLType(0)NoneNone空气NULLType(0)NoneNone钢坯表面SURF151EMISStef-BoltzmanConstant?定义热属性及实常数?分配合适的名义边界条件及载荷如图2-19所示。图2-19名义热物理边界条件?分配合适载荷步选项及求解选项。命令:PHYSICS,WRITEGUI:MainMenu>Preprocessor>PhysicsEnviron>WriteMainMenu>Solution>PhysicsEnviron>Write将热物理环境写入一个文件。命令:PHYSICS,READGUI:MainMenu>Solution>PhysicsEnvironMainMenu>Solution>PhysicsEnviron>Read准备一个DO循环在谐波电磁分析及瞬态热分析之间进行循环。?读入电磁物理环境并求解谐波分析。命令:SOLVEGUI:MainMenu>Solution>CurrentLS?为材料属性的取值读入温度及体积力命令:LDREADGUI:MainMenu>Preprocessor>-Loads->Apply>Temperature>FromThermAnaly?用/ASSIGN重新指向ESAV及EMAT文件以备将来的瞬态热分析重启动使用。命令:/ASSIGNGUI:UtilityMenu>File>ANSYSFileOptions?读入热物理环境命令:PHYSICS,READGUI:MainMenu>Preprocessor>PhysicsEnvironment>Read?从电磁分析读入焦耳热命令:LDREADGUI:MainMenu>Preprocessor>-Loads->Apply>HeatGenerat>FromMagAna?按预设时间增量求解瞬态热分析。?重新按缺省指向文件。命令:/ASSIGNGUI:UtilityMenu>File>ANSYSFileOptions步骤7：重复前一步骤对下一个时间增量重复前一个时间步骤。对该问题的结果进行后处理。/batch,list/filenam,induc/prep7/title,inductionheatingofasolidcylinderbillet/com,et,1,13,,,1!PLANE13,axisymmetric,AZdofet,2,13,,,1et,3,151,,,1,1,1!SURF151,thermal,radiationr,3,0!RealconstantsetforSURF151row=.015!outerradiusofworkpieceric=.0175!innerradiusofcoilroc=.0200!outerradiusofcoilro=.05!outerradiusofmodelt=.001!modelthicknessfreq=150000!frequency(hz.)pi=4*atan(1)!picond=.392e7!maximumconductivitymuzero=4e-7*pi!free-spacepermeabilitymur=200!maximumrelativepermeabilityskind=sqrt(1/(pi*freq*cond*muzero*mur))!skindepthftime=3!finaltimetinc=.05!timeincrementforharmonicanalysistime=0!initializetimedelt=.01!maximumdeltatimestepemunit,mks!setmagnet...