【摘 要】
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直接电阻加热为电加热的一种重要形式,是对金属材料直接通以低电压大电流,因为金属为导体具有电阻,所以它的加热热量来源于电流流过时产生的焦耳热,文中直接电阻加热的实现方式为通过连续退火模拟实验机。连续退火模拟实验机具有很多优点,例如加热温度范围广,热效率高、数据重现性好、成本低等,但是同时,也存在板形不良及温度分布不均匀的问题,为解决问题,提出了在钢板两侧开槽的方法。本文即利用ANSYS Workbe
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直接电阻加热为电加热的一种重要形式,是对金属材料直接通以低电压大电流,因为金属为导体具有电阻,所以它的加热热量来源于电流流过时产生的焦耳热,文中直接电阻加热的实现方式为通过连续退火模拟实验机。连续退火模拟实验机具有很多优点,例如加热温度范围广,热效率高、数据重现性好、成本低等,但是同时,也存在板形不良及温度分布不均匀的问题,为解决问题,提出了在钢板两侧开槽的方法。本文即利用ANSYS Workbench软件对不同厚度钢板的加热过程进行了细致的分析,包括不同厚度钢板相同的加热电压下的温度场、相同的加热温度下的温度场以及变形、应力等的比较,以及固定厚度时钢板的温度场、电流密度、变形、应力场等的变化并进行了实验测定。文中温度分布为中间温度高,两边温度低,将中间温度相差10℃范围内的区域称为均温区,为增大均温区,在钢板两侧开槽,以开槽面积占横截面积的比例的方式,选择了最佳比例,并进行了一系列的分析验证,得到主要结论如下:（1）不同厚度时,相同的电压下,加热温度、均温区随钢板厚度增加而增大,但加热速率随钢板厚度增加而减小;相同的加热温度下,均温区及加热速率随钢板厚度增加而减小,加热时间随厚度增加而增大:（2）宽度方向变形随钢板厚度增加而减小,接触面压力及滑行距离随钢板厚度增加而增大,而接触面压力均匀性随钢板厚度增加而减小;（3）当厚度固定时,加热温度、均温区、加热速率都随电压增大而增大。电流密度随电压变化,因为有螺栓的存在,会使得该处X方向电流密度偏大;（4）在升温过程中,均温区逐渐变小,与电极距离越近,加热速率越快,保温过程中,若给定电压较低,则均温区会逐渐变小,且钢板越薄均温区越易变小;（5）应力及应变为两边大,中间小;（6）经模拟发现当开口的比例占横截面积比例为五分之一时,对加热到高温时的均温区具有良好的改善作用。
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