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Effet de la géométrie sur les paramètres du générateur et le profil de dureté lors d'une chauffe par induction : expérience et simulation

Blut, Grégory (2010). Effet de la géométrie sur les paramètres du générateur et le profil de dureté lors d'une chauffe par induction : expérience et simulation. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La géométrie de l’inducteur et de la pièce traitée lors d’un durcissement surfacique par induction est un paramètre à prendre en compte pour optimiser l’efficacité du procédé et mieux contrôler le profil de dureté induit En effet, des variations géométriques telles que le couplage ou l’épaisseur de la pièce influencent fortement le champ électromagnétique dans la pièce et par conséquent le profil durci. Ainsi, l’effet de bord, l’effet de proximité et l’inductance du couple pièce inducteur, influent sur la répartition des courants, la profondeur de pénétration, la fréquence et la puissance transmise.

Afin de comprendre comment varient l’ensemble de ces paramètres, des traitements thermiques par induction ont été réalisés sur des cylindres de géométrie différente, en acier AMS 6414. Ces traitements ont été conduits à haute fréquence, sur la machine de chauffage par induction de l’ETS. L’influence de ces variations géométriques a été particulièrement mesurée puis analysée au niveau des paramètres électriques de la machine comme le courant, la fréquence et la puissance ainsi que le profil de dureté obtenu sur chaque cylindre. De plus, le développement de la simulation numérique par éléments finis du traitement par induction a permis de mieux comprendre l’origine de ces phénomènes. Des études complémentaires ont été effectuées sur la trempabilité du matériau, ainsi que sur l’influence des paramètres magnétiques et électriques, afin d’améliorer la corrélation entre expérience et simulation.

Titre traduit

Effect of the geometry on the generator parameters and the hardness profil during an induction heating: experiment and simulation

Résumé traduit

Geometry of the coil and the workpiece during surface induction hardening is a parameter to be taken into account to optimize the process efficiency and better control the hardness profile induced. Indeed, geometric variations such as the air gap or the thickness of the part strongly influence the electromagnetic field in the part and therefore the profile hardened. Thus, the end effect, proximity effect and the inductance of the coil pair part, affect the current distribution, the penetration depth, frequency and transmitted power.

To understand how to vary all these parameters, induction heat treatments were performed on cylinders of different geometry of steel AMS 6414. These treatments were conducted at high frequency with the induction heating machine of the ETS. The influence of these geometric variations were measured and analyzed specifically in terms of electrical parameters of the machine as the current, frequency and power and the hardness profile obtained on each cylinder. In addition, the development of numerical simulation by finite element of induction treatment led to a better understanding of the origin of these phenomena. Additional studies were performed on the hardenability of the material, as well as the influence of magnetic and electrical parameters to improve the correlation between experiment and simulation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr. : f. [135].
Mots-clés libres: Trempe par induction. Chauffage par induction. Machines Pièces Traitement thermique. Durcissement superficiel. géométrie, effet de bord, effet de proximité, profil de dureté, inductance, simulation, courant, fréquence, puissance
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Bocher, Philippe
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 18 nov. 2010 16:44
Dernière modification: 18 janv. 2017 21:11
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/297

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