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誘導加熱解析事例

連成 有限要素法 周波数応答 過渡応答

鉄板の誘導加熱連成解析

交流による発生する動磁界に金属が存在
すると、金属の表面には渦電流が発生し
ます。

ここでは、3相電流が作る磁界の変化から
鉄板に渦電流が流れ、鉄板の抵抗により
発熱する状態をF-MAG-IHで解析しました。

解析モデルの外観図は図1の通りです。

引き続き、その発熱が原因で起こる
温度変化をFemap with NX Nastran
による熱伝導解析で求めました。
誘導加熱解析 モデル概観図
図1 解析モデル全体図
解析モデルは、図2の通りです。

渦電流は、誘導現象による表皮効果で
表面の非常に薄い層に発生しますので、
表皮層要素自動作成機能により鉄板の
表面 [1mm] 内に3層の薄い層を作成
しました。

各電流線には図のように3相交流電流を
設定します。
鉄板の誘導加熱解析モデル
図2 解析モデル
F-MAGで求めた発熱分布は図3の通りです。

引き続き、その発熱分布に対して
Femap with NX Nastranで熱伝導解析を
行いました。

各物性は、前回の渦電流解析で定義した
比透磁率と電気伝導率から熱伝導解析に
必要な熱伝導率、比熱、質量密度に変更
しました。

荷重として、前回の渦電流解析で求めた、
図3の発熱密度分布を設定しました。
渦電流解析
図3 渦電流解析により求めた
発熱量分布コンター図
解析結果、温度の時間変化は図4のように
なりました。 誘導加熱解析 温度分布
誘導加熱解析 温度分布
図4 温度分布時間変化コンタ図
(アニメーション図)

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