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同步器齿套感应加热仿真分析及其电源设计
| 论文题名： | 同步器齿套感应加热仿真分析及其电源设计 |
| 关键词： | 同步器齿套;感应加热;电源设计;数值仿真;有限元模型;汽车零部件 |
| 摘要： | 虽然同步器齿套等薄壁零件的感应加热压力淬火处理工艺应用非常广泛，但对感应加热器及其电源的优化设计理论与技术的系统研究成果尚鲜见。目前对感应加热器及其电源的设计，如感应加热器结构、不同形态的零件所需的感应加热参数计算、电源结构等等，往往基于经验公式进行设计，难于发挥感应加热的优势。为此，本文针对赣州某汽车零部件制造公司的同步器齿套表面淬火工艺要求，对齿套感应加热过程的影响及其变化进行了数值仿真分析，优化感应加热模式、电源参数优化设计、感应加热模式对比，构建齿套加热能耗模型等，在此基础上，对齿套感应加热电源优化设计。 本文首先以电磁热耦合理论为基础，分析了感应加热基本原理，选择了适合感应加热过程的数值模拟方法，建立了同步器齿套在优化加热模式下的有限元三维模型，对齿套温度分布规律及能源效率方面进行了数值模拟分析研究，为优化的感应加热模式设计的可行性提供了依据。 其次，通过优化后感应加热模式进行变量参数化数值仿真，分析了电流频率和电流强度大小对齿套加热温度和加热效率的影响，并对具体电源参数进行了优化设计。在优化参数的基础上，对传统加热模式和优化加热模式进行感应加热过程数值模拟比较，通过齿套轴向和径向切片进行了温度云图分布、齿套温度分布规律、内花键齿加热以及能源效率进行对比分析，表明优化后的感应加热模式更能保证齿套内外层受热均匀、齿顶和齿槽温差较小，加热时间短等优点，保证了齿套表面淬火要求及高效节能。 最后，针对优化电源参数，对感应加热电源进行优化设计，从主电路、硬件电路以及软件控制方案进行了合理分析设计，并通过MATLAB/simulink模块搭建了感应加热电源仿真模型，仿真得到了不同电流频率下的最大输出功率和负载电流大小，通过与有限元优化电源参数进行对比，验证了优化参数的正确性以及电源设计可行性。 |
| 作者： | 罗穆峰 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘飞飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江西理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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