混凝土SHPB试验端面摩擦效应研究

分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验是测量材料在高应变率下动态特性的常用试验方法.基于LS-DYNA对混凝土的SHPB试验进行数值模拟,其中混凝土采用KC模型,利用SHPB二波法理论重构了抗压状态下混凝土试件的应力应变曲线,通过对比模拟结果和试验结论,分析了混凝土试件在动态荷载作用下的破坏规律,并通过设置不同的混凝土与SHPB杆件界面摩擦因数μ,将界面摩擦效应对混凝土动态抗压强度的影响进行了量化分析.研究结果表明:随着应变率的上升混凝土动态抗压强度增加且混凝土损伤演化更充分,动力增强因子(dynamic increasing factor,简称DIF)随着μ的增加而增加,但当μ每增加0.1时,DIF的增加幅度将会下降5%左右,且端面摩擦效应对DIF影响的最大值约为60%.     

一种应用于氢能产业一体化的新型多功能盐穴储氢库

为实现“双碳”目标,解决氢能大规模储存难题,结合我国氢能发展趋势,首次提出了包含盐穴储氢库的三种发展情景下的氢能“制-储-用”一体化方案：①情景一为盐穴储存绿氢,用以燃料电池及炼钢炼铁领域的应用;②情景二为盐穴储存绿氢及CO2-O2混合气体,用于地面合成甲烷及甲烷富氧燃烧发电;③情景三为盐穴储存合成甲烷,用以除发电以外的其他用途。从盐穴储氢库全生命周期的角度,分析了储氢库在三种发展情景下的作用,首次提出了多功能储氢库的概念：可起到废电利用、电力平衡、氢能安全高效储存、CO2减排等多项作用。以昆明市安宁盐矿及云南省为例,结合云南省水电为主的电力结构,分析了多功能盐穴储氢库在情景一、二中的建设需求：①情景一,采用绿氢直接炼钢炼铁工艺,需电解绿氢约60万吨,配套多功能盐穴储氢库总气量1.3亿m3,可实现昆钢减排1307吨;②情景二,针对云南未来电力季节性缺额问题,假设甲烷富氧发电厂提供半年枯期电力,装机200MW,仅需建设多功能盐穴储氢库总库容478万m3,可消纳水电5.34亿度,提供枯期发电量2.88亿度。     

中低速荷载下FRP与混凝土界面本构模型开发

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,简称FRP)常被用于加固钢筋混凝土结构,FRP与混凝土的粘结性能是确保加固效果的关键,但目前缺乏合适的考虑FRP与混凝土界面行为非线性和滑移速率效应的本构模型.本研究基于LS-DYNA子程序开发平台,进行了本构模型开发,该模型考虑了界面本构非线性关系及滑移速率效应对界面剪切模态断裂能G~(II)_f的影响,完整定义了中低速荷载(滑移速率为10~(-7 )～10~(-3 ) m/s)作用下FRP与混凝土界面的动态粘结-滑移关系.采用该模型对FRP与混凝土界面单元受中低速荷载作用的纯剪切模态进行有限元模拟,有限元计算结果表明,该本构模型可以准确反映中低速荷载作用下FRP与混凝土界面的动态粘结-滑移关系.