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轴承加热器数值模拟的发展现状及运用概述

中国轴承网发布时间:2016/08/03

轴承加热器数值模拟的发展现状及运用概述
轴承加热器数值仿照技能是功能强大的现代计划分析方法，它是运用核算机和数值核算方法对加工进程进行数值分析，由数值分析效果判定加工技能参数和有关量之间的联络。跟着核算机技能和核算方法的展开，凌乱的工程疑问可采用离散化的数值核算方法并凭借核算机得到满意工程恳求的数值解，数值仿照技能成为现代工程学构成和展开的主要推动力之一。
它在轴承加热器中的运用是跟着感应加热底子理论的构成和核算机技能的展开而展开的。感应加热本身是一个凌乱的物理进程，它牵涉电、磁、热、相变、力学方面的概括常识，至今仍无一个完整的耦合理论可以用数学方法来精确描写该物理进程。核算机技能的迅速展开使得经过核算机数值仿照来描写感应加热进程成为也许。
轴承加热器数值仿照的优越性是很明显的，它虽然不能直接给出感应加热进程中比方相态分布、应力分布与技能参数的函数联络，但它能对电磁场-温度场或电磁场-温度场-应力场进行耦合核算，给出每一瞬时的温度场、应力场等的信息，并直接观察到这些场的进程改动状况。用同一数学模型编制的程序对小试验核算效果与实测效果共同，可以认为根据什物具体条件对其核算的效果便是可靠的，不必花费许多人力、物力对什物解剖，而且能得到更全面的信息。
此外，它还可以猜想技能效果是不是契合组织、功能恳求，进行安全评估等。运用数值仿照不只可以对现行技能进行校核，而且可以优化技能方案和参数，从而使热处理技能的拟定建立在更可靠的科学根底上。如今常用的数值仿照方法有距离元法、有限差分法、体积分方程法、有限元法等，其间有限元法(Finite Element Method，简称FEM)为最佳选择。有限元法初度提出是在上世纪四十年代，五十年代初步用于飞机的计划，这些年，跟着电子核算机的展开更得到了方便的发展。有限元法把里兹法与有限差分法有效地结合起来，在理论上以变分原理为根底，在具体方法上则运用了有限差分法离散处理的思维。有限元法把求解区域看作由许多在节点处相互联接的子域(单元)所构成，其模型给出底子方程的子域近似解。
因为单元(子域)可以是各种形状和大小不一样的标准，所以它能极好地习气凌乱的几何形状、凌乱的材料特性和凌乱的距离条件。再加上它有老到的大型软件系统(例如商用有限元软件ANSYS等)支持，如今己成为一种运用面极广的主导型数值核算方法。用有限元方法来解温度场时，场的变量是温度，温度是标量场，它的物理参数是热传导系数等。有限元法求解温度场运用中剖分单元、求节点载荷列阵、求单元刚度矩阵并构成总刚度矩阵、引入距离条件、求解方程组等一系列方法，都可类比于有限元法在电磁场中的运用。

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