Design of complex induction hardening problems by means of numerical simulation

• Autorzy: Nacke B. , Wrona E.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie symulacji numerycznej do projektowania złożonych układów do hartowania indukcyjnego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper describes a numerical method for solving complex induction hardening tasks. The numerical simulation tool, which enables the 3D calculation of the transient heating process, is explained in detail. The use of the simulation tool is shown for the application of induction hardening of worms for worm-gears. Results for single frequency process and innovative simultaneous dual frequency heating are presented. Moreover, experimental results show the accuracy of the numerical calculation. First results of coupling the numerical simulation tool with an optimisation algorithm in order to carry out an automatic optimisation are described, too. The conclusion shows that numerical simulation tools are very helpful for solving complex induction hardening tasks.

PL

W pracy opisano metodę numeryczną rozwiązywania złożonych zagadnień hartowania indukcyjnego. Omówiono szczegółowo oprogramowanie do symulacji komputerowej umożliwiające obliczenie niestacjonarnego trójwymiarowego procesu nagrzewania. Użycie narzędzia symulacyjnego zademonstrowano dla przypadku hartowania indukcyjnego ślimaków przekładni ślimakowych. Przedstawiono wyniki dla procesu jednoczęstotliwościowego oraz nowoczesnego procesu równoczesnego hartowania dwuczęstotliwościowego. Dodatkowo wyniki doświadczalne potwierdziły dokładność obliczeń numerycznych. Opisano także pierwsze wyniki dla przypadku sprzężenia narzędzia symulacyjnego z algorytmem optymalizacyjnym, którego celem było prowadzenie automatycznej optymalizacji. We wnioskach stwierdzono, że symulacja numeryczna stanowi użyteczne narzędzie do rozwiązywania złożonych zagadnień hartowania indukcyjnego.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; optimisation techniques; heating of metal work-pieces; heat treatment

PL

modelowanie numeryczne; obróbka cieplna; hartowanie indukcyjne

• Wydawca: Polish Academy of Sciences, Committee on Electrical Engineering
• Czasopismo: Archives of Electrical Engineering
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 54, nr 4
• Strony: 461--466
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Nacke B.

• University of Hannover, Germany

autor

Wrona E.

• University of Hannover, Germany

Bibliografia

• 1. N. N.: ANSYS 6.0, Online Manual.
• 2. Verein Deutscher Ingenieure (Publisher): Induktive Erwärmung: Physikalische Stoffeigenschaften, Eisenwerkstoffe, VDI 3128 Blatt 1, 1974.
• 3. Hegewald F.: Induktives Oberflächenhärten, BBC Nachrichten, Heft 7/8, 1961, pp. 62-64.
• 4. Siebert H.J.: Bestimmung der Permeabilität und ihrer Rückwirkung auf die Energieübertragung beim induktiven Erwärmen, TH Aachen, 1978.
• 5. Rhode A., Wrona E.: lnduktives Härten von Gelriebeschnecken, AiF-Report Nr. 57 ZN 2004.
• 6. Peter H.-J., Schwenk W.: Anwendung des Zweifrequenz-Simultan-Verfahrens zum induktiven Randscluchthärten, Elektrowärme International 60 (2002), pp. 13-18.
• 7. Nauvertat, G.: Oplimieries Design indusirieller induktiver Querfeld-Banderwärmungsaniagen Fortschritt-Berichte VDl, VD1 Verlag, 2001.
• 8. Wrona, E .: Numerische Simulation des Erwärmungsprozesses fur das induktive Randschichthärten komplexer Geometrien, Dissertation Universität Hannover, Cuvillier Yerlag, 2005.