力学家访谈录:郝际平教授

来源: 作者: 时间:2021-08-21 

2021年8月20日16:00,由西安建筑科技大学力学技术研究院(IMT)开展的力学家访谈,在IMT成功进行。本期访谈的嘉宾是西安建筑科技大学郝际平教授。

 

 

访谈掠影

力学家访谈源于对力学家的致敬,希望以访谈的形式请他们分享自己的学术成果、科研心得、新思想,以此激励学生的科学研究激情。采访内容如下:

问:您本科专业为力学,但是研究生阶段便转向了土木工程,请问您在这两个专业的转换点是什么?或者说您是如何将力学与土木结合的呢?

答:我觉得力学应当和实际结合,如果能接地气一些就更好了,我读钢结构也是一个机缘巧合,实际上我和孙院士的本科都是西安公路学院读的,我是77级的,他是79级的,都是一个专业。我硕士在西建大读的结构力学,那个时候在基础课部的理论力学教研室,孙院士在基础课部的材料力学教研室。在准备读博士的时候,学校不许脱产外出读,当时校内外的博士点少,博士导师也很少,在建大读,就是一个学科,结构工程,导师有几位,除创立建大博士点的陈绍蕃教授外,还有王铁梦教授及其他几位力学教授。我想读博士就换一个方向,换一个能够直接为工程服务的方向。虽然和陈老师同在一个学校,但从没打过交道,只是知道平日里在校园见到的那位风度翩翩、身高183的儒雅教授就是陈老师,知道他在国内外钢结构领域的名气很大,在学校的名气也很大,即使偶然遇见他都是有仰其项背的感觉,当时还有些担心怕考不上呢。现在回过头看,先学力学,再学结构这种模式非常好。比如说,看一个结构,包括看一个试验,我觉得能很快的抓住这个试验的关键点,能分析出试件破坏的原因和机理。试验做的好坏,为什么好,又为什么不那么成功,我能从机理上给讲一讲,而不是只看表面的现象。

问:您能谈谈在一个完整的试验中,从设计试验到处理数据,您觉得的容易被大家忽视且重要的地方有哪些吗?

答:这是个很好的问题,这个问题也是我最近若干年常常思考的一个问题,或者说现在这个问题仍然是我们很多工科院校或者说学结构的学生做试验时都会遇到这样的问题,为什么呢?我们很多的试验是为了试验而试验,很多的研究是为了研究而研究,很多的试验是为了写论文而研究,所以我们没有按照习总书记说的把论文写在大地上,就是没有以问题为导向。容易忽视的有这么几点,一是我做试验要解决什么问题,也就是目的要明确;搞我们结构工程的,一定是要冲着解决某个问题取得。我们现在要做的试验就是在问题中提炼出来的,在实践中提炼出来的,这个东西值得研究,解决了他会使我们对某个问题有更加清晰的认识和了解。我们把它设计成一个试件,然后开始试验,得出一些结论,修正我们以前的一些设计的东西,或者说提出来一些新的结构、新的节点等,或者新的结构型式。二是要注意试件的加工细节,是否满足要求,特别是焊缝,应力集中处,板件切割等等是否处理的好,否则,试验往往达不到预期的目的,第二点非常重要。另外,我认为系统这个概念非常重要,这个是关键的,而不是我具体研究了某个东西,做了哪个实验,我希望大家能够更多的理解我的这样一个想法,然后来转变我们过去的传统研究思维。系统工程论使我们结构人也应该接触的,简单的说就是我们做的结构建筑,就应该像做现代化的工业产品一样的来做。虽然我们只是研究结构,不做其他,但我们要考虑我们的结构在那里用,用在什么建筑里,这个结构将来会用什么围护等等。我们现在怎么做的呢?应该说我们团队现在的研究思路跟过去有很大的不同,

问:请问您在土木行业研究了这么久,以前的力学知识是如何利用到了现有的专业上呢?

答:力学知识和数学知识是对我们做工程的人,不管是土木工程还是机械工程,只要是实用学科,都是非常非常重要的一个基础。力学知识和我们的土木行业结合的内容有很多,比如说设计一个节点,如果我们有了力学知识,有了力学的素养,设计它的时候就会油然而生的联想到力学概念,避免一些比较低级的错误, 并且能很快发现导致问题的原因,这就是最简单的力学知识应用的一个地方。抗震方面,一个非常复杂的公式,我们需要简化,但又要保留一定的精度,如何处理好这些参数,这就需要力学知识。力学知识是我们做好结构工程一个非常非常重要的基础,有了这样的基础,我们心里也会比较踏实。

问:您能说说对于土木这个专业,实验设备的好坏与多少对于整个专业意味着什么吗?

答:作为一个应用学科,试验的手段是非常重要的,土木专业离开实验室是不可能的,因为我们不可能拿现有的力学知识来完全的解决我们工程的实际问题。对于一个新的节点和新的结构,没有一个土木人不通过试验,仅通过计算就很有把握地认为这个没问题。而且试验的足尺寸非常重要,有时候按照比例缩小以后就失真了,所以我们试验的试验件还需要有一定尺寸,现在好的实验室都往往强调足尺寸,我们学校的实验室提供了这样的条件,一般的土木工程遇到的问题我们都能解决。在80年代我们的前辈就能建成这么大规模的一个实验室,是非常有远见的。

问:您能简要的说说目前钢结构的抗震设计前沿是什么吗?

答:我认为抗震设计最主要的还是力学基础。比如说一座楼,它受到的地震力与这座楼的质量、刚度和阻尼没有关系是不可能的,那么我们分析、控制这个力,就必须要从质量、刚度和阻尼下手,不管是加支撑,还有加剪力墙,还是改变构件的截面等等。我觉得沿着这样的一个思路走是非常好的,我们现在做的就是一方面修改我们的结构,从刚度、质量、阻尼入手;另一方面从地震力入手,在建筑底部放置橡胶垫、阻尼器,在顶部或其他位置设置一些装置来减缓地震力对结构的作用,也就是用这些装置来改变地震发生时结构的相应。不管设计理论千变万化,它的原理是万变不离其宗的。

撰稿人:郭晓琳

审稿人:宋广凯