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真空釬焊爐加熱體的數(shù)值模擬
真空釬焊爐加熱體的數(shù)值模擬
通過建立基于ANSYS平臺的真空釬焊爐加熱體的三維有限元模型,采用熱電耦合單元,模擬出了該加熱體將電流轉(zhuǎn)換為焦耳熱并通過輻射傳熱將熱量傳遞給周圍環(huán)境的過程中加熱體自身溫度場、電壓、電流密度等的分布情況。同時通過提取ANSYS后處理數(shù)據(jù)得到了該過程中的總體焦耳熱生成及輻射熱損失。
采用有限元軟件ANSYS對焊接熱過程進行數(shù)值模擬,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,其技術(shù)也日趨成熟和完善,但是針對真空釬焊熱過程的模擬研究卻相對缺乏。真空釬焊的熱過程具有加熱的整體性,熱源的固定性和連續(xù)性,傳熱過程的單一性——輻射傳熱等特點。加熱體是整個真空釬焊爐中最重要的部件,它通過輻射傳熱將由導(dǎo)入爐內(nèi)的電流轉(zhuǎn)換成的焦耳熱傳遞給工藝盒中的焊件及爐中其他零件,保證爐子空間達到預(yù)定的溫度,從而完成釬焊過程。本文將建立一真空釬焊爐加熱體的三維有限元模型,并利用有限元軟件ANSYS對其熱過程進行數(shù)值模擬。模型的建立模型的建立是加熱體數(shù)值模擬中非常重要的一步,因為所有的分析都是建立在模型的基礎(chǔ)之上的。ANSYS中建模的目的就是根據(jù)實際情況,結(jié)合分析的要求建立適合求解的有限元模型。建立幾何模型在真空釬焊爐中,輻射是最主要的傳熱方式,加熱體通過電流生成的焦耳熱正是通過輻射傳遞給工藝盒中的焊件及爐中其他零件的。真空條件下,該輻射問題就成為了固體表面間的輻射換熱,它取決于輻射角系數(shù)和黑度值。由于輻射計算中要涉及到幅射角系數(shù)即視角系數(shù)的計算,根據(jù)ANSYS軟件幅射分析要求,必須要建立完整的幾何模型。
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