Randelementmethoden für das induktive Härten

Abstract

Diese Arbeit behandelt die numerische Simulation des induktiven Härtens leitender Werkstücke aus Stahl. Ziel ist die transiente Berechnung der Temperaturverteilung im Werkstück, deren Kenntnis eine ausreichend genaue Vorhersage der Härtezone erlaubt. Die Form der Werkstücke und Induktoren muß als allgemein dreidimensional angenommen werden, da die Simulation in der Industrie angewandt werden soll. Die elektromagnetischen Berechnungen basieren auf der quasistatischen Näherung der Maxwell Gleichungen im Frequenzbereich. Zur Temperaturberechnung wird die nichtlineare Wärmeleitungsgleichung benutzt.

This study deals with the simulation of inductive hardening of conducting workpieces made of steel. The aim is to calculate the propagation of heat in the workpiece. Based on this knowledge, the hardened zone can be predicted with sufficient precision. Since the simulation is to be applied in industry, workpieces and inductors are supposed to have a complex three dimensional shape. The electromagnetic calculations are based on the quasi-static approximation of Maxwell’s equations in frequency domain, and the non-linear heat conduction equation is used to evaluate the temperature distribution.