1 真空电阻炉的温度场分布规律研究的关键由于受到真空电阻炉自身的不规则性及炉内加工物料的不确定性等因素的影响, 炉内的导热温度较为复杂, 因此, 通常使用数值分析法来研究真空电阻炉温度场, 其基本思想是, 使用离散的点和面取代连续的点和面。大致步骤为: (1) 将温度场的时间区域和空间区域分割为有限个离散点; (2) 通过响应的导热微分公式求解出各个离散点处的温度值; (3) 如果离散点的数量和位置都是科学、合理的, 则就可用离散点处的温度值描述真空电阻炉内温度场的分布规律[2]。因此, 求解导热微分方程就成为建立真空电阻炉温度场数学模型的关键。当前, 大部分研究学者采用有限元法来求解导热微积分方程。具体步骤为: (1) 将导热微分方程离散化; (2) 将连续求解区间分割成有限条网格线, 用网格线的交叉点取代离散点, 使单个区间与离散点逐一对应, 则可将导热微分方程转换为非线性代数方程组; (3) 设置非线性代数方程组为差分格式, 同时, 初速条件也要转换为非线性代数方程组; (4) 通过数学方法计算差分格式, 最终获得各个离散点的温度值。因此, 离散点分布的越细密、越科学, 离散点的温度值就越接近连续点的温度场分布。通常, 可借助仿真软件来求解实体模型的温度场分布, 其中ANSYS软件由于具有功能强大、适用范围广等特点, 被广泛应用于实体模型的温度场分布中。2 真空电阻炉的温度场分布规律的研究方法2.1 有限元分析软件ANSYS的介绍ANSYS软件是美国ANSYS公司开发的大型通用有限元软件, 具有功能强大、操作简单、准确度高的特点, 现已成为当前国际最流行的有限元分析软件。利用ANSYS能够对磁场、电场、流体、热场、结构等诸多物理量进行运算和分析, 将复杂的非线性问题近似转换为有限元问题, 并通过响应的功能模块进行模拟仿真。由于其具有强大的分析与优化问题, 对于拥有较多参数的复杂几何模型或者非线性问题, 可进行快速求解和优化, 并且模拟仿真结果与实际的情况非常相近, 因此该软件受到了很多业内专家和学者的认可。ANSYS软件主要分为三个模块, 分别为前处理模块、分析运算模块和后运算模块。其中, 前处理模块用于模型的建立及网格的划分, 用户可用其构建真空电阻炉温度场的有限元模型。分析运算模块主要用于各种物理参数的分析, 如对磁场、电场、流体、热场等参数的分析, 具有极高的灵敏度和优化分析能力, 用户可利用其进行温度场分布的分析。后分析模块主要用于分析结果的图形表达, 表达方式主要包括彩色等值线、梯度图、矢量图等, 也可用曲线、图标的行形式表达出来。