Induktives Randschichthärten

Die Arbeit beginnt mit einer Einführung zur induktiven Erwärmung im Vergleich zu anderen Erwärmungsverfahren und erläutert die fundamentalen Eigenschaften des elektromagnetischen Feldes. Anhand eines eindimensionalen Modells werden die wesentlichen Zusammenhänge der elektromagnetischen Feldgrößen unter Berücksichtigung von Sprüngen in den elektrischen Materialparametern abgeleitet. Diese Grundlagen sind entscheidend für die Entwicklung eines Prozessmodells für das elektromagnetische Feld bei der induktiven Randschichthärtung. Die Herleitung des Modells basiert auf einer neu entwickelten Rai-Lidbedingung dritter Art, die den Skineffekt bei geringer Eindringtiefe modelliert. Diese Bedingung ermöglicht eine entkoppelte Analyse des elektromagnetischen Feldes in leitenden und nicht leitenden Bereichen, was die Dimension des Gleichungssystems erheblich reduziert. Dies führt zu einer signifikanten Verringerung der Rechenzeit und des Rechenaufwands. Zur Verifikation des Modells wird eine komplexe Analyse der elektromagnetischen Vorgänge in der Härtungseinrichtung durchgeführt. Der Vergleich der Ergebnisse mit dem Prozessmodell zeigt bei hohen Frequenzen eine sehr gute Übereinstimmung, was die Validität des Modells unterstützt. Das Verfahren ermöglicht effiziente Lösungen für industrielle Problemstellungen und bietet die Möglichkeit, die Leistung, die durch die Oberfläche in ein Werkstück eingebracht wird, zu analysieren, wodurch die B