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  4. 鉄板の誘導加熱連成解析事例

静解析モジュール (F-MAG-ST) 適用例

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。

鉄板の誘導加熱解析モデル

図1 解析モデル外観図

解析モデルは図2の通りです。

渦電流は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Simcenter Femap with Nastranで熱伝導解析を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

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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