Clean Power

Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОДИНАМІКИ

Про інститут

DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2018.49.060

УДК 621.365.5

ДОСЛІДЖЕННЯ ІНДУКЦІЙНОГО НАГРІВАННЯ З’ЄДНАНИХ З НАТЯГОМ МЕТАЛЕВИХ ДЕТАЛЕЙ

А.К. Шидловський, акад. НАН України, А.Ф. Жаркін, чл.-кор. НАН України, Ю.М. Гориславець, докт. техн. наук, В.О. Новський, докт. техн. наук, О.І. Глухенький, канд. техн. наук, О.І. Бондар
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна,
е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів, Вам потрібно включити JavaScript для перегляду

Запропоновано математичну модель для чисельного дослідження електромагнітних, теплових і механічних процесів при індукційному нагріванні посаджених з натягом металевих деталей. Електромагнітний процес у моделі описано диференціальними рівняннями відносно комплексного векторного магнітного потенціалу при заданій напрузі, що дає змогу безпосередньо узгоджувати індукційну систему з джерелом живлення. Теплову задачу сформульовано у вигляді нестаціонарного рівняння теплопровідності з внутрішніми джерелами тепла від вихрових струмів, наведених у матеріалі деталей. Внутрішньо механічний процес представлено диференціальним рівнянням механічної рівноваги, розв’язання якого дає можливість визначити термомеханічні напруження і деформації при нагріванні. На прикладі демонтажу алюмінієвих дисків зі стальної ступиці опорного котка гусеничного транспортного засобу досліджено термомеханічний процес при нагріванні деталей за допомогою запропонованої електромагнітної системи, що складається із двох котушок та спільного магнітопроводу. Бібл. 11, рис. 4, табл. 1.
Ключові слова: індукційне нагрівання, математична модель, мультифізичне моделювання, електромагнітна система, демонтаж посаджених з натягом металевих деталей.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА СОЕДИНЕННЫХ С НАТЯЖЕНИЕМ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

А.К. Шидловский, акад. НАН Украины, А.Ф. Жаркин, чл.-корр. НАН Украины, Ю.М. Гориславец, докт. техн. наук, В.А. Новский, докт. техн. наук, А.И. Глухенький, канд. техн. наук, А.И. Бондар
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина

Предложена математическая модель для численного исследования электромагнитных, тепловых и механических процессов при индукционном нагреве посаженных с натяжением металлических деталей. Электромагнитный процесс в модели описан дифференциальными уравнениями относительно комплексного векторного магнитного потенциала при заданном напряжении, что позволяет непосредственно согласовать индукционную систему с источником питания. Тепловая задача сформулирована в виде нестационарного уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла от вихревых токов, наведенных в материале деталей. Внутренний механический процесс представлен дифференциальным уравнением механического равновесия, решение которого позволяет определить термомеханические напряжения и деформации при нагревании. На примере демонтажа алюминиевых дисков со стальной ступицы опорного катка гусеничного транспортного средства исследован термомеханический процесс при нагревании деталей с помощью предложенной электромагнитной системы, состоящей из двух катушек и общего магнитопровода. Библ. 11, рис. 4, табл. 1.
Ключевые слова: индукционный нагрев, математическая модель, мультифизическое моделирование, электромагнитная система, демонтаж посаженных с натяжением металлических деталей.

Література
1. Бабат Г.И. Индукционный нагрев металлов и его промышленное применение. Москва, Ленинград: Энергия, 1965. 552 с.
2. Дзлиев С.В., Пищалев К.Е., Жнакин Д.М., Перевалов Ю.Ю. Высокочастотный индукционный нагрев при горячей посадке бандажных колец турбогенераторов и рабочих колес паровых турбин. Индукционный нагрев. 2012. № 2(20). С. 25–28.
3. Немков В.С., Демидович В.Б. Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Ленинград: Энергоатомиздат, 1988. 280 с.
4. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукционного нагрева. Ленинград: Энергия, 1974. 264 с.
5. Земан С.К., Владимиров С.Н., Крахмаль Е.В., Крахмаль А.В. Программный комплекс анализа температурных полей, наведенных индукционными источниками. Доклады ТУСУРа. 2005. № 3. С. 16–22.
6. Шидловський А.К., Жаркін А.Ф., Павлов В.Б., Новський В.О., Пазєєв А.Г., Палачов С.О., Павленко В.Є., Бойко П.С., Тугаєнко Ю.П., Малахатка Д.О. Енергозберігаючі електротермічні установки для високочастотного індукційного нагрівання. Праці Інститутуту електродинаміки Національної академії наук України. Київ, 2015. Вип. 41. С. 13–22.
7. Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н. Мультифизическое моделирование в электротехнике: монография. Киев: Ин-т электродинамики НАН Украины, 2015. 305 с.
8. Шидловский А.К., Гориславец Ю.М., Глухенький А.И. Электромагнитные системы для дозирования жидких металлов: монография. Киев: Ин-т электродинамики НАН Украины, 2011. 210 с.
9. https://www.comsol.ru/release/5.2.
10. COMSOL multiphysics modeling and simulation software http://www.comsol.com.
11. Алюминий АК6 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/search.