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高频感应钎焊温度场分析与试验研究

作　者: 赵旭枫
导　师: 徐九华
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 高频感应钎焊有限元分析温度场电磁场涡流场
分类号: TG454
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

高频感应钎焊是利用交变磁场在工件中形成的涡流的焦耳效应对工件进行加热,使钎料熔化从而实现钎焊的一种方法。为了获得均匀分布的温度场以保证钎料的熔化及防止钎料的流动及最大程度的减轻超硬磨料的热损伤,更好的调控超硬磨料钎焊工艺以进一步提高工具的加工性能,本文根据感应加热原理的特点,利用有限元方法对感应钎焊过程进行模拟分析,研究了工件感应钎焊加热过程中工件不同部位的升温特点,避免了大量繁琐的试验工作,获得了优化的感应钎焊工艺参数。本文采用ANSYS有限元软件对高频感应钎焊过程中工件内涡流场、温度场进行模拟及分析,得出感应加热过程磁场分布规律,感应加热过程工件温度分布规律。设计了合适的感应加热器,以及测温装置,为高频钎焊研究建立了试验平台。完成了不同工艺参数条件下高频感应钎焊过程的有限元模拟分析与试验验证,结果表明,模拟结果与试验数据比较吻合,证明了有限元模拟分析方法的可行性及其优势。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-20
  1.1 高频感应钎焊超硬磨料工具的研究概况  12-14
  1.2 感应加热温度场分析的研究现状  14-18
  1.3 选课背景与意义  18-19
  1.4 本课题的主要研究工作  19-20
第二章感应加热温度场计算的物理基础  20-30
  2.1 电磁场有限元数学模型  20-26
    2.1.1 电磁场有限元计算的物理依据  20-24
    2.1.2 电磁场边界条件  24-25
    2.1.3 ANSYS 软件中的电磁场分析  25-26
  2.2 温度场有限元数学模型  26-28
    2.2.1 感应加热温度场数学模型  26-28
    2.2.2 ANSYS 软件中的热分析  28
  2.3 ANSYS 软件中的耦合场  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章感应钎焊温度场分析  30-40
  3.1 ANSYS 软件典型的有限元分析过程  30
  3.2 有限元分析模型的建立  30-39
    3.2.1 问题的描述  30-32
    3.2.2 工件材料物理特性  32-35
    3.2.3 边界条件、分析单元与网格划分  35-38
    3.2.4 电磁场、温度场相互耦合的实现  38-39
  3.3 本章小结  39-40
第四章感应钎焊温度场试验研究  40-56
  4.1 感应器设计  40-43
    4.1.1 感应加热基本原理  40
    4.1.2 感应器设计涉及的电磁效应  40-42
    4.1.3 感应器设计技术要求  42
    4.1.4 感应器参数选取  42-43
  4.2 感应加热有限元结果分析  43-46
    4.2.1 工件磁场分布模拟分析  43-44
    4.2.2 工件温度场分布模拟分析  44-46
  4.3 感应加热测温系统  46-49
  4.4 不同试验条件下的测温结果分析  49-53
  4.5 模拟结果与试验结果比较  53-55
  4.6 本章小结  55-56
第五章总结与展望  56-57
  5.1 本文主要结论和所取得的主要成果  56
  5.2 展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
硕士学位期间发表的论文  62

高频感应钎焊温度场分析与试验研究

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