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热塑性复合材料感应加热焊接的关键参数优化与实验验证

KEY PARAMETER OPTIMIZATION AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF INDUCTION HEATING FOR THE WELDING OF THERMOPLASTIC COMPOSITES

Xuhai Xiong, Hao Chen, Rong Ren, Jing Wang, Tianshuo Zhang, Guiyang Li · Shenyang Aerospace University
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期刊 / 来源Enhanced heat transfer/Journal of enhanced heat transfer
卷/期/页28 / 8 / 1-19
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关键词:热塑性复合材料感应加热焊接磁热耦合分析参数优化正交设计主成分分析温度均匀性有限元模拟

摘要整理

采用有限元数值模拟中的磁热耦合分析模块,探究线圈参数和工艺参数对高频电磁感应加热效果的影响。以关键参数为控制因素,首先采用单因素控制变量法分析各单因素对感应加热的影响程度,通过比较各因素的影响程度筛选出合适的参数范围。在单因素试验结果的基础上,应用正交设计方法和主成分分析(PCA)法研究各参数对感应加热的显著性,确定实现高加热速率、大加热面积和最优温度均匀性的多参数最优组合。最后,通过对比模拟峰值温度与实测峰值温度的相对误差,验证了仿真结果的有效性。研究结果表明,通过磁热耦合分析可以准确预测感应加热过程中的温度分布规律,优化后的工艺参数组合能够显著提高热塑性复合材料的焊接质量,为工程应用提供了理论指导和技术支撑。

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