Abaqus 电磁-热传导耦合分析实例

Abaqus 电磁-热传导耦合分析实例

中高频电磁感应加热是利用电磁感应在感应线圈（一般为铜管）内产生涡流热效应来加热工件的电加热，该方法以其效率高，控制精确，污染少，安全性好等优点在工业生产中得到广泛应用，如图1所示。

中高频电磁感应加热过程是电磁感应和热传导过程相互作用的综合体现，电磁感应过程中所产生的涡流功率为热传导提供所需的能量；热传导过程导致的工件温度分布反过来会影响工件电磁感应所产生的涡流大小。

如图2所示，在铁磁性材料（组织中含有铁素体）中，当温度低于居里点时，相对磁导率可以达到200-600个单位；然而温度上升至居里点温度以上后，相对磁导率会迅速降低至1左右。因此，电磁感应加热过程中温度升高时必然也会影响着周围空间的磁场分布，故而电磁-热传导的相互耦合分析更为合理。

现在较高版本的ABAQUS软件中模型类型分为Standard&Explicit和Electromagnetic两种类型。然而，基于ABAQUS的电磁感应加热的耦合分析相关实例较少，帮助文档中耦合分析实例的创建过程没有十分详细描述。本文对第三方软件的几何模型进行相关操作，创建了电磁——热传导耦合分析的全过程。

其耦合分析过程的关键点在于：

(1) 电磁分析inp文件，进行修改关键字（edit keywords），格式如下：

*Co-simulation,program=multiphysics,name=Job-1

*Co-simulation Region,type=volume,export

elset_A,EMJH

*Co-simulation Region,type=volume,import

elset_A,TEMP

（2）热传导分析inp文件，进行修改关键字（edit keywords），格式如下：

*Co-simulation,program=multiphysics,name=Job-2

*Co-simulation Region,type=volume,import

elset_A,CFLUX

*Co-simulation Region,type=volume,export

elset_A,NT

（3）编写配置文件（configuration file），模板如下：

      em_job_name

      ht_job_name

      duration_value

(3) 通过ABAQUS command提交耦合分析，输入语句格式如下：

abaqus cosimulation -job job-1, job-2 -cosimjob job-3 -config configuration_file_name interactive

上述加粗标注的需要根据模型来进行修改的，如

elset_A表示需要传递耦合分析数据的单元集合，

job-1为电磁分析的job名称；

job-2为热传导分析的job名称；

job-3为自定义耦合分析的job名称；

configuration_file_name为ABAQUS工作路径下配置文件（.xml格式）的名称。