受火的案例
基于Hashin準則的木材受火后強度分析
本采用Hashin準則作為木材的屈服準則
損傷演化準則
本文木材本構關系模型定義了兩種不同的損傷演化模型，受壓延性破壞采用理想彈塑性模型，受拉脆性破壞采用線彈性軟化模型.引入損傷變量D來描述木材的受損狀態。
溫度影響
木材隨著溫度的升高，發生不同程度的炭化，其強度、彈性模量、斷裂能也隨之發生變化。本文考慮了溫度對木材的模量、強度的影響，并且認為溫度對拉壓性能產生的影響不同。
根據上述相關理論編寫了abaqus vumat子程序，并通過單胞模型對子程序進行驗證。
下圖為不同溫度下單向拉壓結果
下圖為三點彎曲載荷下的破壞行為
考慮溫度影響的vumat子程序在木材受火后強度分析中的應用
本采用Hashin準則作為木材的屈服準則
損傷演化準則
本文木材本構關系模型定義了兩種不同的損傷演化模型，受壓延性破壞采用理想彈塑性模型，受拉脆性破壞采用線彈性軟化模型.引入損傷變量D來描述木材的受損狀態。
溫度影響
木材隨著溫度的升高，發生不同程度的炭化，其強度、彈性模量、斷裂能也隨之發生變化。本文考慮了溫度對木材的模量、強度的影響，并且認為溫度對拉壓性能產生的影響不同。
根據上述相關理論編寫了abaqus vumat子程序，并通過單胞模型對子程序進行驗證。
下圖為不同溫度下單向拉壓結果
下圖為三點彎曲載荷下的破壞行為
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展開 新型樓板火災溫度場試驗和模擬研究
采用電爐對不銹鋼芯板進行加熱，爐膛尺寸為800×1200×800mm（L×H×W），單面受火時僅使用一半爐膛。采用陶瓷纖維板制成夾持裝置將不銹鋼芯板固定在爐膛上，如圖2（示意圖）、圖3（實物圖）所示。分別在不銹鋼芯板受火面和背火面中心處及對稱軸1/4處布置K型熱電偶測量受火面和背火面溫度，同時，采用紅外熱像儀觀測背火面溫度。爐內升溫曲線設定為ISO834標準升溫曲線。
圖2
圖3
2.2 試驗結果
試驗前后受火面變化情況見圖4，試驗前芯板表面顏色光潔，表面觸感光滑；試驗后芯板表面顏色局部區域呈褐紅色，觸感粗糙，其余區域呈青黑色。
展開 Abaqus在建筑防火中的應用
以下是分析實例，十四層鋼筋混凝土結構在三層受火下，結構的失效特征以及失效部位。
當三層受火時，構件在短時間內被加熱到800℃，周邊的柱以及拱頂達到400℃ 左右，受火一小時之后可以在最終破壞形式圖中看到塑性鉸的出現，從而導致結構的最終破壞。
來源：達索系統大土木工程BIM發展聯盟
火作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱溫度場分析
與其他鋼結構及組合結構構件類似，鋼管約束鋼筋混凝土柱的抗火性能也是有待解決的關鍵問題之一。
目前國內外在鋼管約束鋼筋構件方面的相關研究很少。1997 年，Niwa Hironori 等進行了外包鋼板方形鋼筋混凝土柱耐火性能的試驗研究［1］，試驗結果表明試件耐火極限可達到3 h; 2014 年，劉發起對火作用下與火災后圓鋼管約束鋼筋混凝土柱力學性能進行了試驗研究［2］，試驗結果表明同等條件下，鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限遠高于鋼管混凝土柱，基于研究結果提出了鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火極限和承載力設計建議。目前，國內外對鋼管約束鋼筋混凝土柱抗火性能的研究中，均未涉及鋼管鋼材類型、混凝土強度和縱筋保護層厚度對溫度場的影響; 本文對以上問題進行研究，為火作用下圓鋼管約束鋼筋混凝土柱的耐火性能研究提供參考。
2
溫度場非線性有限元分析
外界通過熱輻射和熱對流向鋼管約束鋼筋混凝土柱構件傳遞熱量，構件內部則通過熱傳導進行熱量交換。根據文獻［2 － 3］，構件受火時沿長度方向的熱傳導可忽略，且火作用下構件的熱量傳遞為瞬態傳熱，求解火作用下鋼管約束鋼筋混凝土柱的溫度場實際上是求解截面內部的導熱微分方程。
展開 大空間火災下結構抗火有限元計算
2、 肋環形網殼受火有限元分析
火源位于建筑地面中心，火源半徑為2m。建筑面積約500m2，建筑高度為6m，材料為Q345。
1) 導入模型
2) 添加材料特性
3) 裝配：劃分溫度區間
4) 設置分析步
5) 設置溫度場和邊界條件
6) 提交作業并查看結果
CASE_shell.rar
大空間火災升溫曲線.xlsx
應對焦爐冒煙措施
提高爐頭溫度減少爐頭生焦，調火增加焦爐溫度測量調節次數，特別是爐頭溫度，制定爐頭火道溫度控制的標準。從現場生產的實際來看，在保證爐頭焦炭不過火的前提下，盡量提高爐頭火道溫度，并根據不同周轉時間和標準溫度制定出不同的爐頭火道溫度標準。由于爐頭火道受爐門開閉、推焦和裝煤操作等的影響大，散熱多、溫度偏低而波動大，且常因供熱不足而溫度過低，這不僅導致易出生焦和焦餅難推；還會引起爐墻開裂、剝蝕和變形，加速爐體損壞。
在任何情況下爐頭火道溫度，均不得低于1100℃。從橫排溫度情況看，兩側爐頭火道的溫度要求比中部火道溫度低60-80℃，確保爐頭和炭化室中部的焦炭可同時成熟。
通過調整爐頭小孔板相對增大爐頭火道孔板孔徑增加爐頭火道煤氣量，從而達到增加爐頭火道的供熱量。
爐頭第二個火道的溫度，按橫排溫度標準線要求進行調節。且爐頭溫度走上限。
推焦出爐時，由大車司機觀察爐頭焦炭成熟情況，成熟不好的爐頭焦炭安排出爐工將生焦扒出，減少推焦時因生焦產生的冒煙。
2、加強爐體維護。隨著焦爐的老化，蓄熱室封墻嚴密性不好，會有一部分漏入蓄熱室，無論上升氣流還是下降氣流，都會蓄熱室爐頭部分冷卻，降低上升氣流空氣溫度，進入蓄熱式的空氣會在蓄熱室內的煤氣回合燃燒，產生廢氣，造成邊火道爐頭煤氣有一部分廢氣，降低煤氣的熱值，造成爐頭溫度低。
應對焦爐蓄熱室封墻進行抹補，對爐頭串漏、下火號進行噴漿。對爐門框后冒煙進行噴漿處理。
3、設備方面。組織設備大檢查，徹底檢查除塵設施主體和閥門、管道等漏風、破損的；除塵系統除塵設施有無吸塵管道破損、漏風的；卸灰系統有無漏灰、跑灰現象以及沒有及時更換收灰袋的；環保設施儀表有無數據不準或失靈的。
處理除塵設備、除塵導管是否存在漏氣、除塵吸力不足的情況。
處理攔焦車除塵導套與除塵管的連接密封不嚴的情況。
4、加快焦側除塵施工進度。
展開 焦爐主要測量點.
橫墻溫度曲線不好時，應先觀察高、低溫火道的燃燒情況，燈頭有無破碎或歪倒、斜道是否堵塞、蓄熱室頂部斜道有無下火、磚煤氣道有無串漏煤氣等情況。調節時必須注意相鄰燃燒室，相鄰火道溫度變化的情況。
只有當橫墻溫度均勻穩定時，測溫火道溫度才具有代表性。
4.邊火道溫度
定義：指焦爐兩側燃燒室端的火道溫度。
其波動值較大，常因供熱不足而出現低溫，易出生焦，且損壞爐體；但若溫度高，則易造成爐頭過火，引起塌焦，惡化環境。
控制值一般比標準溫度低150℃，但不得小于1000℃.從橫排看，比中部溫度低60-80℃，可使焦炭同步成熟。
測溫方法：交換后5min開始測量，順序一致，由焦側交換機端開始，機側返回。兩個換向測完，不換成冷卻溫度。
疏通并嚴密封堵爐頭火道的磚煤氣道，可增加供熱。
爐頭溫度低的原因一般有：
1、爐頭調節磚或焦爐煤氣立管孔板不合適。
2、蓄熱室封墻泄露，將煤氣燒掉，必須經常抹補封墻，勾縫。
3、爐門襯磚損壞嚴重，散熱大。
4、小煙道煤氣和空氣分布不合理，爐頭由于動壓頭較大，煤氣量少，可在小煙道距廢氣盤雙叉部承接口一米處加擋板處理。
5、蓄熱室頂部吸力過大，可適當調小。
5.蓄熱室頂部溫度
作用：為了檢查蓄熱室溫度是否正常，并及時發現有無局部的高溫漏火、下火情況。
其控制值，硅磚＜1320℃；粘土磚＜ 1250℃.兩分式焦爐由于氣流途徑長，又不受上升氣流火道傳熱的影響，故，因比立火道溫度約差200 ℃，為立火道溫度的82-85%。
測溫方法：測點應在溫度最高處，用焦爐煤氣加熱，交換后5min開始測量上升氣流溫度，測溫孔蓋應隨測隨蓋，計算平均溫度（端部除外）指出最高和最低點。
展開 焦爐主要測量點.
橫墻溫度曲線不好時，應先觀察高、低溫火道的燃燒情況，燈頭有無破碎或歪倒、斜道是否堵塞、蓄熱室頂部斜道有無下火、磚煤氣道有無串漏煤氣等情況。調節時必須注意相鄰燃燒室，相鄰火道溫度變化的情況。
只有當橫墻溫度均勻穩定時，測溫火道溫度才具有代表性。
邊火道溫度
定義：指焦爐兩側燃燒室端的火道溫度。
其波動值較大，常因供熱不足而出現低溫，易出生焦，且損壞爐體；但若溫度高，則易造成爐頭過火，引起塌焦，惡化環境。
控制值一般比標準溫度低150℃，但不得小于1000℃.從橫排看，比中部溫度低60-80℃，可使焦炭同步成熟。
測溫方法：交換后5min開始測量，順序一致，由焦側交換機端開始，機側返回。兩個換向測完，不換成冷卻溫度。
疏通并嚴密封堵爐頭火道的磚煤氣道，可增加供熱。
爐頭溫度低的原因一般有：
1、爐頭調節磚或焦爐煤氣立管孔板不合適。
2、蓄熱室封墻泄露，將煤氣燒掉，必須經常抹補封墻，勾縫。
3、爐門襯磚損壞嚴重，散熱大。
4、小煙道煤氣和空氣分布不合理，爐頭由于動壓頭較大，煤氣量少，可在小煙道距廢氣盤雙叉部承接口一米處加擋板處理。
5、蓄熱室頂部吸力過大，可適當調小。
蓄熱室頂部溫度
作用：為了檢查蓄熱室溫度是否正常，并及時發現有無局部的高溫漏火、下火情況。
其控制值，硅磚＜1320℃；粘土磚＜ 1250℃.兩分式焦爐由于氣流途徑長，又不受上升氣流火道傳熱的影響，故，因比立火道溫度約差200 ℃，為立火道溫度的82-85%。
測溫方法：測點應在溫度最高處，用焦爐煤氣加熱，交換后5min開始測量上升氣流溫度，測溫孔蓋應隨測隨蓋，計算平均溫度（端部除外）指出最高和最低點。
展開 瞬態熱應力分析例子
柱頂受集中荷載，荷載值為外側柱75.5kN, 內側柱151kN. 所有橫梁受均布荷載25.4kN/m。梁和柱均為標準工型截面，其尺寸如下：
高 寬 翼緣厚度 腹板厚度
梁 0.3038 0.165 0.0102 0.0061
柱 0.2062 0.2039 0.0125 0.0083
假定底層左端一防火間發生火災，該防火間內溫度隨時間按標準火模型上升。分析結構的變形。
防火間具有防止火災蔓延和隔絕熱量傳遞的作用。因此，僅防火間內部的結構構件會有明顯的溫度上升。 ANSYS的梁單元僅能模擬沿截面線性溫度分布。為了能準確模擬截面的非均勻溫度分布和捕捉局部屈曲等現象，構成防火間的梁和柱將采用殼或體單元，其余部分采用梁單元。兩者接合處采用約束方程以保證變形協調。
在進行傳熱學分析時，假定梁和柱的構造形式如下圖所示：柱的腹部有磚墻，因此，僅朝防火間的翼緣受到熱作用。梁上部托混凝土樓板，因此，除上翼緣上表面外的所有表面均受到熱作用（如圖中虛線所示為受熱邊界）。熱量以對流和輻射的形式從熱空氣傳遞到結構表面，又以傳導的形式在結構內部傳播。
！首先進行傳熱學分析
/PREP7
/TITLE,Part 1:heat transfer analysis
ET,1,SOLID70 ！定義單元類型
！-----------------------------------------------------------------
！定義參數
！-----------------------------------------------------------------
W_col=0.2039 ！柱截面寬度
H_col=0.2062 ！柱截面高度
tf_col=0.0125 ！柱翼緣厚度
tw_col=0.0083 ！
展開 元宇宙、數字孿生與汽車
而這些科幻或者哲學思想為何最近這么火，受到資本追捧呢？
有人說是因為疫情的催化作用。疫情期間，大家穿著睡衣在家里接入電話會議，虛擬的線上會議環境中大家的頭像照片卻是西裝革履；以往白板上的寫寫畫畫也變成了在線會議的編輯工具，然后大家發現這樣的虛擬形式也挺好的，這不就是元宇宙嗎？這不就是下一個風口嗎？
但作為工程師的筆者認為，其根本原因還是在于相關技術已經發展到關鍵階段，需要一個概念來整合技術資源，提供下一步突破的積極性，實現技術、經濟、社會的閉環。這些技術有：虛擬現實和增強現實（VR&AR）、區塊鏈、人工智能、云計算、電子游戲和數字孿生等等。這些技術在汽車行業都有或多或少的應用，相信在“元宇宙”里，汽車也會是其中的重要一環。而這次，我們重點來看看跟汽車相關的數字孿生技術。
什么是數字孿生？
數字孿生（Digital Twin），其官方解釋是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。其實簡單理解就是其字面意思：給實體建立一個數字化的雙胞胎。
圖2：汽車的數字孿生概念圖
那么大家可能會問，這不就是CAD或者仿真技術嗎？實際上，數字孿生和它們有關系，但卻是它們的進化升華版。數字孿生之于傳統CAD和仿真技術，就像傳統CAD和仿真技術之于手繪圖紙。也許將英偉達黃教主的頭“移花接木”到另一圖片上PS一下，你會不以為然；但當GPU渲染出一個有表情、有動作、能說話的Jensen來開個發布會，大家都贊嘆不已。
數字孿生中的數字雙胞胎具備多物理量的虛擬映射，并能覆蓋產品的全生命周期。
展開 
淺談焦爐調火技術
焦爐是焦化企業的核心設備，企業的各項工作都圍繞著焦爐展開，而焦爐調火工作又是各項工作的中心，重點。本文對焦爐調火工作的目的，應遵循的基本原理及具體技術方法進行闡述，并結合我公司近年來在煉焦生產調火工作中遇到的問題和終結的經驗，進行了分析。
一、煉焦調火工作的目的及影響因素。
煉焦調火是一項相當比較復雜的工作，這項工作的好壞直接影響著焦炭質量的好壞，爐溫不均勻會造成碳化室內焦炭不能均勻成熟，甚至造成推焦困難，影響車間的穩定生產，嚴重的會損害爐體，因此制定合理的加熱制度，不僅能降低煤氣消耗，提高熱工效率，而且能有效的延長焦爐壽命，保證焦爐的持續穩定生產，從而創造更大的經濟效益。
焦爐的爐溫變化受外部客觀影響因素很多，除了調火工本身技術因素外，比如配煤比，配煤水分，單爐裝煤量，煤氣發熱值，天氣變化，生產班生產操作是否正點等等，因此，調火工必須隨時掌握這些客觀因素的變化，以便及時調節，力求焦爐溫度的穩定均勻。
二、如何評價調火工作的好壞。
第一，要看焦餅是否均勻成熟，有無生焦和過火焦，成焦率情況如何。
第二，要看所制定的加熱制度是否有利于爐體保護，過高的標準溫度會對砌體造成損傷，過高的集氣管壓力會造成爐門冒煙著火。
第三，看各項溫度，壓力指標是否達到技術要求。
第四，要看加熱設備的維護情況，尤其是煤氣管件的嚴密情況。
第五，看是否有個別高低溫火道長期存在，由于某種原因出現高低溫火道是常見的，但處理是否及時，方法是否妥當，同類問題處理是否迅速至關重要。
第六，看調火技術是否過硬，排除故障是否及時，每當爐溫變化時，能及時找到原因，采取合理的調節方法。
第七，看煉焦耗熱量指標完成情況。
三、制定合理的加熱制定。
展開 24種常用鋼術語解析
19、鍋爐鋼
鍋爐鋼主要指用來制造過熱器、主蒸氣管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高溫強度和耐堿件腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼，含碳量ωc在0.16%-0.26%范圍內。制造高壓鍋爐時則應用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼。近年來也采用普通低合金鋼建造鍋爐，如12錳、15錳釩、18錳鉬鈮等。
20、焊條用鋼
這類鋼是專門供制造電弧焊和氣焊焊條鋼絲用。鋼的成分隨所焊材質不同而異。根據需要大致分碳素鋼、合金結構鋼和不銹鋼三類。這些鋼的硫、磷含量ωs、ωp不大于0.03%，比一般鋼要求要高。這些鋼不要求力學性能，而只作化學成分的檢驗。
21、不銹鋼
不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼，它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的。簡言之，能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，而能抵抗化學介質（如酸類）腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來，含鉻量ωcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點; 在不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類：即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼。
22、耐熱鋼
高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。耐熱鋼包括抗氧化鋼和熱強鋼兩類。抗氧化鋼又稱不起皮鋼。熱強鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強度的鋼。耐熱鋼主要用于在高溫下長期使用的零件。
23、高溫合金
高溫合金是指在高溫下具有足夠的持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度、高溫韌性及足夠的化學穩定性的一種熱強材料，用于1000℃左右高溫條件下工作的熱動力部件。
按其基本化學成分的不同，又可分為鎳基高溫合金、鐵鎳基高溫合金及鈷基高溫合金。
24、精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。
展開 24種常用鋼術語解析，應該全了
19、鍋爐鋼
鍋爐鋼主要指用來制造過熱器、主蒸氣管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要求主要是有良好的焊接性能、一定的高溫強度和耐堿件腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮靜鋼或電爐冶煉的低碳鋼，含碳量ωc在0.16%-0.26%范圍內。制造高壓鍋爐時則應用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼。近年來也采用普通低合金鋼建造鍋爐，如12錳、15錳釩、18錳鉬鈮等。
20、焊條用鋼
這類鋼是專門供制造電弧焊和氣焊焊條鋼絲用。鋼的成分隨所焊材質不同而異。根據需要大致分碳素鋼、合金結構鋼和不銹鋼三類。這些鋼的硫、磷含量ωs、ωp不大于0.03%，比一般鋼要求要高。這些鋼不要求力學性能，而只作化學成分的檢驗。
21、不銹鋼
不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼，它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的。簡言之，能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，而能抵抗化學介質（如酸類）腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來，含鉻量ωcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點; 在不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類：即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼。
22、耐熱鋼
高溫條件下，具有抗氧化性和足夠的高溫強度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。耐熱鋼包括抗氧化鋼和熱強鋼兩類。抗氧化鋼又稱不起皮鋼。熱強鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能并具有較高的高溫強度的鋼。耐熱鋼主要用于在高溫下長期使用的零件。
23、高溫合金
高溫合金是指在高溫下具有足夠的持久強度、蠕變強度、熱疲勞強度、高溫韌性及足夠的化學穩定性的一種熱強材料，用于1000℃左右高溫條件下工作的熱動力部件。
按其基本化學成分的不同，又可分為鎳基高溫合金、鐵鎳基高溫合金及鈷基高溫合金。
24、精密合金
精密合金是指具有特殊物理性能的合金。
展開 干貨｜資深工程師總結的22個電源研發問題
有的人說項目又不是我們選擇，怎么知道賺不賺錢，但是賺錢項目的特點我們要熟悉啊，什么樣的電源市場上比較火啊，你清楚嗎？按照自己公司現有的模式來開發，有沒有和大公司的設計差距啊。不是說項目能不能做出來，而是能不能最優的做出來，其實站在研發角度也就是如何選擇最優拓撲，做省方案。
