起重電磁鐵采用與磁場強(qiáng)度和溫度非線性相關(guān)的鐵磁性材料物理機(jī)能模型，利用有限元方法對鐵磁性圓棒料的感應(yīng)加熱過程進(jìn)行數(shù)值分析，研究了加熱過程中跟著溫度的升高和磁場強(qiáng)度的變化，電磁場和溫度場之間相互影響、相互作用的變化規(guī)律以及對材料機(jī)能參數(shù)的影響。

  現(xiàn)有研究利用有限元軟件Flux對鐵磁性圓棒料的感應(yīng)加熱過程進(jìn)行了數(shù)值分析和研究，所采用的材料物理機(jī)能模型是以磁場強(qiáng)度和溫度為變量的非線性數(shù)學(xué)模型，考慮了加熱過程中磁場強(qiáng)度對磁導(dǎo)率的影響，研究了鐵磁性材料感應(yīng)加熱過程中電磁場、溫度場的變化規(guī)律以及對材料機(jī)能參數(shù)的影響。此外，搭建了感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)和丈量系統(tǒng)平臺，測得加熱實(shí)驗(yàn)過程中溫度和有功功率等參數(shù)的曲線，并與計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。

  在鐵磁性材料感應(yīng)加熱過程中，跟著溫度的升高，鐵磁性材料的磁導(dǎo)率、比熱容等物理機(jī)能參數(shù)是溫度的非線性函數(shù)。此外，鐵磁性材料的磁導(dǎo)率不僅是溫度的函數(shù)，還依靠于磁場強(qiáng)度的變化。因此，在鐵磁性材料的感應(yīng)加熱過程中，電磁場和溫度場之間相互影響，是一個動態(tài)的非線性的電磁—熱耦合題目。工程實(shí)踐表明，有限元法在解決多物理場耦合以及非線性題目上有其獨(dú)特的上風(fēng)，海內(nèi)外大多數(shù)感應(yīng)加熱過程數(shù)值計(jì)算均采用了有限元法，相關(guān)文獻(xiàn)采用有限元方法對圓坯料、管材、板帶等工件的感應(yīng)加熱過程進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和模擬。但上述文獻(xiàn)的研究中，模擬計(jì)算時采用查表法來實(shí)現(xiàn)材料物理參數(shù)隨溫度的變化，而未考慮加熱過程中磁場強(qiáng)度對鐵磁性材料磁導(dǎo)率的影響。