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轴承加热器数值模拟的发展现状及应用概述

轴承加热器数值模仿技能是功能强大的现代规划剖析手法，它是使用计算机和数值计算办法对加工进程进行数值剖析，由数值剖析成果断定加工技术参数和有关量之间的联系。跟着计算机技能和计算办法的开展，杂乱的工程疑问可采用离散化的数值计算办法并借助计算机得到满意工程请求的数值解，数值模仿技能变成现代工程学构成和开展的主要推动力之一。

它在轴承加热器中的使用是跟着感应加热根本理论的构成和计算机技能的开展而开展的。感应加热自身是一个杂乱的物理进程，它牵涉电、磁、热、相变、力学方面的归纳常识，至今仍无一个完整的耦合理论能够用数学办法来准确描绘该物理进程。计算机技能的迅速开展使得经过计算机数值模仿来描绘感应加热进程变成可能。

轴承加热器数值模仿的优越性是很明显的，它尽管不能直接给出感应加热进程中比如相态散布、应力散布与技术参数的函数联系，但它能对电磁场-温度场或电磁场-温度场-应力场进行耦合计算，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变状况。用同一数学模型编制的程序对小试验计算成果与实测成果一致，能够以为根据实物具体条件对其计算的成果即是牢靠的，不用花费很多人力、物力对实物解剖，并且能得到更全面的信息。

此外，它还能够猜测技术成果是不是符合安排、功能请求，进行安全评价等。使用数值模仿不只能够对现行技术进行校核，并且能够优化技术计划和参数，从而使热处理技术的制定建立在更牢靠的科学基础上。现在常用的数值模仿办法有鸿沟元法、有限差分法、体积分方程法、有限元法等，其中有限元法为最佳选择。有限元法初次提出是在上世纪四十年代，五十年代开端用于飞机的规划，这些年，跟着电子计算机的开展更得到了快捷的发展。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基础，在具体办法上则使用了有限差分法离散处理的思想。有限元法把求解区域看作由许多在节点处相互衔接的子域(单元)所构成，其模型给出根本方程的子域近似解。

由于单元(子域)能够是各种形状和巨细不一样的尺度，所以它能很好地习惯杂乱的几许形状、杂乱的资料特性和杂乱的鸿沟条件。再加上它有老练的大型软件体系(例如商用有限元软件ANSYS等)支撑，现在己变成一种使用面极广的主导型数值计算办法。用有限元办法来解温度场时，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使用中剖分单元、求节点载荷列阵、求单元刚度矩阵并构成总刚度矩阵、引进鸿沟条件、求解方程组等一系列办法，都可类比于有限元法在电磁场中的使用。