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誘導加熱解析事例

磁場/磁界 有限要素法 周波数応答

電縫鋼管の誘導加熱解析

(渦電流解析)

常温の鋼帯の幅方向を円形に変形させ、接合(抵抗溶接)する電縫工程を
シミュレーションしました。 円形に変形された鋼帯の周りにコイルが巻かれて、
そのコイルに交流電流が通電されると鋼帯には渦電流が発生します。

通常、渦電流は鋼帯のコイルの内側に
接して流れますが、図1のように端と端が
短絡していないと、溶接により接合して
いる部分に渦電流が集中し、局部的な
発熱による抵抗溶接が継続します。

この渦電流による発熱解析を F-MAG
行いました。
溶接された電縫鋼の誘導加熱解析モデル
図1 解析モデル外観図

磁界の対称性を考慮し、1/2モデルで解析しました。
コイルには、周波数が800kHzで、電力値が500kWとなるように電位を印加
しました。

析結果は図2~図4の通りです。

磁束密度分布、渦電流密度分布、発熱分布
ともに、数10μmの厚さの表皮層に生じて
いることがわかります。
金属管の誘導加熱解析
図2 磁束密度分布コンタ図
金属管の誘導加熱解析 金属管の誘導加熱解析
図3 渦電流密度分布コンター図 図4 発熱密度分布コンター図

誘導加熱シミュレーションにつきまして詳しくはこちらでご覧ください。

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