Marc電磁感應加熱分析

　　分別針對空氣、線圈以及結構部分指定材料特性參數(shù)，本例中的空氣和線圈不參與溫度場以及結構的計算，僅需要指定電、磁相關的材料參數(shù)。結構件參與溫度場和結構的計算，因此需要指定全部電、磁、熱、結構部分的材料參數(shù)。并且各個材料參數(shù)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，結構的相對磁導率會有顯著的下降，這會影響生成的熱流。

　　模型中線圈周邊的空氣以及與管狀結構具有重疊部分區(qū)域的空氣為滿足計算精度要求，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。這里將線圈、各個區(qū)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(diào)的，方便進行網(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個線圈接觸體、內(nèi)外三部分空氣接觸體以及管狀結構接觸體，共10個接觸體。根據(jù)各個接觸體的位置指定接觸關系為touch，例如外圍空氣與內(nèi)部上、下兩部分空氣間、內(nèi)部空氣與線圈間、內(nèi)部上下空氣間。

　　假定結構的初始溫度為室溫20°，管狀結構的軸線上指定軸向強迫運動以及徑向約束。空氣邊緣需要指定固定電勢(0)、磁勢(0)邊界約束。在線圈上指定簡諧電流輸入，對于本例中的軸對稱模型可以指定為體積電流輸入，對應線圈圓周方向連續(xù)的橫截面電流值。當然模型還可以進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)兩個階段，其中加熱階段電流激勵頻率為10000Hz，在Marc中針對兩個階段指定(dual mesh)magnetodynamic/thermal/structrual類型分析工況，并在任務參數(shù)中指定輸出必要的結果信息，例如：磁感應分量(實、虛)、電流密度分量(實、虛)、溫度、電流、生熱等。遞交Marc分析后可以得到加熱結束時結構的溫度分布云圖