感应加热利用工件涡流的焦耳热效应将工件加热,这种加热方式具有效率高、控制精确、污染少等特点,但存在工件心表温差太大的问题,造成工件内产生附加应力或组织不均匀,甚至产生裂纹,影响材料的成形工艺和质量。精确控制输入功率、加热时间、合理优化设备结构及操作参数,使之在满足加热工件各项性能要求的基础上,能有效地提高产品质量、加热效率并且节约资源。本文根据感应加热原理,实现了对带钢工件感应加热过程磁-热耦合场的数值模拟计算,运用通用有限元软件ANSYS的耦合计算,对实际的带钢感应加热过程进行了仿真。首先,建立了带钢感应加热问题的耦合场数学模型,并确定了边界条件。针对工件在感应加热过程中的移动,在保证带钢模型网格节点和编号不变的情况下,移动线圈模型到每个时间节点进行耦合计算,分别读取每个节点的结果作为下次模拟的初始条件,这样线圈的相对移动就实现了带钢的移动。其次,利用所建模型,验证了磁通器对于提高感应加热效率的作用。本文研究了空气隙变化时,分别对焦耳热、磁场及温度场分布的影响关系。在其他参数保持不变的情况下,带钢移动速度大小与带钢温度升高的速率无关,但影响达到最高温度的时间和最高温度的数值。在电流密度为定值的情况下,研究得到提高频率可以提高磁场强度和温度升高率,缩短加热时间,但是涡流感应深度变小,温差逐渐增大。在频率相同的情况下,电流密度增大会导致温度升高率增大,加热时间缩短,上下表面温度差加大,但对感应涡流透入深度影响不大。最后,应用Design Expert 8.0软件对多组模拟结果进行分析,建立了感应加热的温度回归模型,确定了电流密度是1.50×106A/m2、频率250Hz、空气隙3mm的最佳加热参数组合。