연동해석을 통한 SCM440 환봉의 고주파 유도가열 해석 및 실험 비교분석에 관한 연구

Abstract

고주파 유도가열은 최근 활발히 연구되고 다양한 산업분야에서 적용 되고있다. 본 논문에서는 산업체에서 많이 사용되고 있는 SCM440 시편을 대상으로 유도 가열한다. 시편은 지름 20 mm, 길이 160 mm 의 환봉으로 제작하였다. 유도 가열 전원 공급 장치 모듈을 이용하여 약 85 kHz의 고주파로 환봉을 50 초 동안 유도가열 하여 5초 단위로 바닥면에서 150 mm지 점의 온도를 얻는다. 이 실험을 총 10회 반복하여 측정한 실험의 중앙값과 전자기-열 연동해석을 통해 환봉의 저항열과 온도에 대한 해석 결과값을서로비교∙분석하였다. 환봉의 해석모델은 표피효과를 고려하여 모델링을 하였고, 50 초동안 유도가열을했을 때의 실험의 중앙값은 57.65 ℃, 해석값은 57.27 ℃이다. 이 결과로 해석결과는 실험결과와 잘 일치함을 보이고, 본 해석방법으로 유도가열 현상을 수치적으로 예측할 수 있음을 보였다.