2、仿真结果分析
（1）涡流场和温度场比较
加热200ms后两种材料涡流分布和温度分布如图2所示。从图2(a)、图2 (b)中可以看出，对于45#钢，趋肤深度很小，涡流紧贴着裂纹流动；对于不锈钢，趋肤深度较大，涡流被推离裂纹边缘，靠近边缘处的涡流密度低于其他位置。涡流分布的差异导致两种材料温度分布出现明显差异，如图2(c)、图2(d)所示，45#钢裂纹边缘温度明显高于其它区域，而不锈钢裂纹边缘温度相对较低，远离边缘以及裂纹底部出现高温分布。
图2 加热200ms时涡流分布和温度分布
（2）感应电流密度比较
为分析两种材料感应加热温度分布差异产生的原因，分别观察了试件表面和裂纹底部的感应电流密度大小，如图3所示(L=0mm对应裂纹中心位置)。由于45#钢涡流紧贴裂纹流动，试件表面和裂纹底部感应电流在裂纹附近基本相等；不锈钢涡流被推离裂纹边缘，因此靠近裂纹边缘时感应电流密度较小，而裂纹底部角落处感应电流出现聚集。由于两种材料趋肤深度相差很大，45#钢的感应电流密度远大于不锈钢。
图3 裂纹附近感应电流密度分布
（3）裂纹附近温度分布规律比较
为进一步分析两种材料裂纹附近的温度变化规律，分别观察了试件表面和裂纹底部在不同加热时间的温度分布情况。
首先讨论试件表面的温度分布，如图4所示。对于45#钢，裂纹附近感应电流密度均匀分布，但是裂纹边缘会对热量的扩散产生阻碍作用，随着加热时间的增加，边缘处热量聚集会更加显著，与周围无缺陷处温差逐渐增大。对于不锈钢，靠近裂纹边缘感应电流密度逐渐降低，因此裂纹边缘出现低温分布，其温度分布规律与图3(b)中对应的感应电流密度相一致；当热时间>100ms时，裂纹边缘与附近区域之间温差减小，这是由于长时间加热，热量的不均匀分布逐渐被热扩散所削弱。
图4 试件表面温度分布
裂纹底部的温度分布规律如图5所示。可以看出，45#钢裂纹中心位置温度较高，裂纹底部角落处温度略低，随加热时间增加温度上升速率逐渐减小(注意时间间隔不均匀)。这是由于45#钢裂纹底部感应电流密度均匀分布，但是裂纹底部靠近中心位置对热量扩散阻碍能力较强，因此温度上升较快。不锈钢由于裂纹底部角落处感应电流密度较高，加热初期呈现明
显的高温分布，随着加热时间的增加，由于裂纹底部靠近中心位置对热扩散的阻碍作用和角落处向周围热量的扩散，温度差异逐渐减小。与45#钢不同的是，不锈钢在200ms内底部温度上升速率随加热时间增加逐渐增大；结合图3可知，是由感应电流分布和材料物理属性的差异引起。
图5 裂纹底部温度分布
三、实验验证
