Marc電磁感應加熱分析

　　分別針對空氣、線(xiàn)圈以及結構部分指定材料特性參數，本例中的空氣和線(xiàn)圈不參與溫度場(chǎng)以及結構的計算，僅需要指定電、磁相關(guān)的材料參數。結構件參與溫度場(chǎng)和結構的計算，因此需要指定全部電、磁、熱、結構部分的材料參數。并且各個(gè)材料參數需要考慮隨溫度的變化，尤其是金屬部件隨溫度變化的磁導率輸入，這是由于當達到curie溫度時(shí)，結構的相對磁導率會(huì )有顯著(zhù)的下降，這會(huì )影響生成的熱流。

　　模型中線(xiàn)圈周邊的空氣以及與管狀結構具有重疊部分區域的空氣為滿(mǎn)足計算精度要求，需要采用相對較密的網(wǎng)格尺寸，外圍空氣可以采用漸疏的網(wǎng)格，并且范圍需要至少為結構部分范圍的5-10倍，以確保計算的準確性。這里將線(xiàn)圈、各個(gè)區域的空氣以及管狀結構分別指定到不同的接觸體中，這樣允許不同的接觸體交界處的網(wǎng)格是不協(xié)調的，方便進(jìn)行網(wǎng)格的前處理。另外，模型中的空氣不需要考慮變形即結構部分的計算，因此在接觸體類(lèi)型中指定為“0 剛度”接觸體，而管狀結構指定為可變形體，具體定義如下圖所示，包含了6個(gè)線(xiàn)圈接觸體、內外三部分空氣接觸體以及管狀結構接觸體，共10個(gè)接觸體。根據各個(gè)接觸體的位置指定接觸關(guān)系為touch，例如外圍空氣與內部上、下兩部分空氣間、內部空氣與線(xiàn)圈間、內部上下空氣間。

　　假定結構的初始溫度為室溫20°，管狀結構的軸線(xiàn)上指定軸向強迫運動(dòng)以及徑向約束?？諝膺吘壭枰付ü潭妱?0)、磁勢(0)邊界約束。在線(xiàn)圈上指定簡(jiǎn)諧電流輸入，對于本例中的軸對稱(chēng)模型可以指定為體積電流輸入，對應線(xiàn)圈圓周方向連續的橫截面電流值。當然模型還可以進(jìn)一步考慮結構與空氣間的對流換熱以及輻射等熱邊界條件。這里不做詳述。

　　模型中考慮25秒加熱、停止加熱(保溫10秒)兩個(gè)階段，其中加熱階段電流激勵頻率為10000Hz，在Marc中針對兩個(gè)階段指定(dual mesh)magnetodynamic/thermal/structrual類(lèi)型分析工況，并在任務(wù)參數中指定輸出必要的結果信息，例如：磁感應分量(實(shí)、虛)、電流密度分量(實(shí)、虛)、溫度、電流、生熱等。遞交Marc分析后可以得到加熱結束時(shí)結構的溫度分布云圖