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专访余志祥 | 面壁功深 砥砺前行 推动中国柔性防护结构技术发展

时间:2020-04-15 来源:亚搏体育客户端 编辑:admin

 土木骨骼  人文精神

面壁功深 砥砺前行 推动中国柔性防护结构技术发展

——专访西南交通大学结构工程系主任余志祥

(文/何丽)


个人简介:余志祥,教授,高级工程师,博导,2011年博士毕业于西南交通大学结构工程专业,目前担任西南交通大学土木工程学院结构工程系主任,兼任中国钢结构协会理事、中国钢结构协会焊接与连接分会副秘书长,中国工程建设焊接协会工业建构筑物副理事长兼专委会副主任,ICASS2020国际钢结构进展大会主席,亚搏体育专家委员会副主任委员,香港钢结构学会会员,台湾宜兰大学落石防护技术委员会委员,曾担任香港理工大学土木与环境工程学系高级研究员。


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主持和参与包括国家自然科学基金、国家重点研发计划课题、四川省科技计划项目、铁总重点研发计划课题等科研项目逾30项,发表高水平科技论文逾100篇,授权发明专利8项,授权软件著作权11项。主持和参与设计、施工、技术咨询的钢结构项目逾150万平米,主参编国家标准、行业标准和各级地方/团体标准15部。


主要业绩:先后获得2019 军队科技进步二等奖、2018 中国冶金科工集团科技进步二等奖、2015 中国铁道建筑总公司科技进步奖一等奖、2015年四川省金属结构行业科技进步一等奖、2012年中国铁路工程总公司科技进步二等奖和2012年首届四川省金属结构行业“杰出人才奖”等10余项奖励,先后十余次受邀做学术大会特邀报告。

 

 

骨子里的干练与豁达让他极具人缘,只要他在,场面就活了。


不同于常人追求稳定安逸的生活,他喜欢挑战,凭思考和坚韧的意志去克服看似不可逾越的困难,用坚持来赢取结果。


他,有着多重身份——善于解决技术难题的知名钢结构专家、受学生爱戴的大学教授、面壁苦修的科研者、中国柔性防护结构技术发展的重要推动者和贡献者。他同时横跨钢结构、风雪工程、结构冲击与防护多个专业领域,理论研究与技术开发得心应手,成果颇丰。


在人生起步阶段,他凭借脚踏实地的干劲、扎实的专业功底、良好的人缘及人格魅力迅速获得业内认可与称赞;在人生整升阶段,基于多年的历练,形成多专业领域重难点技术的强大整合能力,成为业内知名专家,并担任国际影响力颇大的ICASS2020国际钢结构进展大会主席,这是很多学者追求的学术理想。


他给自身的定位是真诚做一个“学术匠人”,希望能倾其毕生,带领团队完整建立世界领先的柔性防护结构基础理论、标准体系和技术体系,为中国的灾害防护贡献一分力量。


他就是本期受访的主人公—西南交通大学土木工程学院结构工程系主任余志祥教授。

 


初出茅庐露锋芒 关键技术整合显实力


“沉淀的多寡决定了你的思想,而思维的深度和广度,决定了你的人生高度”,这是余志祥的人生信条。大学毕业后的余志祥,先后在五冶、恒升钢构、华神钢构任技术员、设计经理、技术总监、技术顾问等职,二十余年的一线履历助他实现了多次人生转变。


余志祥主持和参与了百余项复杂钢结构的专项设计、施工技术攻关及技术咨询,包括龙泉阳光足球场挑蓬、绵阳九州体育馆、金沙博物馆、格鲁吉亚国家公正大厦、丽江火车站、呼和浩特火车东站、京沪高铁济南西站、成都大魔方、四川省干细胞研究中心等逾百项工程,总面积逾150万平米。



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很多工程项目都留下了他的技术创新成果,在如数家珍的故事中处处闪烁着智慧光芒。2002年,余志祥率先整合非线性力学分析技术和3D曲面模拟技术,成功实现了索膜结构的全过程非线性设计,突破了当时国际索膜结构专业设计软件的技术封锁,同期受邀在首届西部膜结构技术论坛做大会特邀报告。2003年,余教授率先解决了复杂钢结构BIM正向设计与精细化力学分析、数值风洞技术、施工力学分析、安装控制、工程造价预算的一体化整合应用难题,相关应用工程两次获得国家钢结构“金钢奖”,这比2008年后国内才逐步开展与BIM相关的数字化技术应用早了近5-10年。透彻的专业悟性和实战经历帮助他在2004-2007年间准确预判了两起重大钢结构工程安全事故,避免了重大损失,获得国内同行专家的高度评价与认可,也从此奠定了他在钢结构专业技术领域的地位。


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在2005年左右完工的绵阳九州体育馆、金沙博物馆给余志祥留下了很深的印象。他谈到:“这两个钢结构项目的技术复杂性各有不同,我带领攻关团队创新性地整合了三维数字化设计技术、非线性力学分析技术、数值风洞技术,解决了复杂钢结构节点设计、施工阶段非线性稳定评价、数值风洞及制造安装中的诸多技术难题,保证了工程以超常规速度推进。”


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针对空间结构中普遍存在的多杆件交叉连接复杂节点设计难题,余志祥带领团队突破规范解决了超大空心球节点多杆件交叉搭接的应力、焊接控制难题,通过多尺度精确分析和焊接仿真模拟实现了节点安全性的定量化分析评价。在复杂工程项目建造过程中如此系统地综合应用这些技术,这在当时处于领先地位,同期获得了包括中国钢结构协会、北京建筑设计研究院、中国建筑设计院的同行专家的高度评价。特别是九州体育馆,建成后还经受了“5.12”地震的考验,高峰时安全收容了近五万灾民,被媒体称赞为“地震中的诺亚方舟”,体现了结构工程师崇高的社会使命和价值。后来的十余年,数字化建造技术几乎成为众多同类型钢结构工程的范本,获得广泛推广应用,2019年顺利完工的成都凤凰山音乐公园钢结构,在施工控制中再一次综合应用了该项技术,对保障工程安全与质量起到了重要作用。


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从工程师到教师 跨界结合育“接班人”


时间,不会亏待任何一个砥砺前行的人,正是经过长时间的积淀和历练,余志祥获得了很宽泛的跨领域知识结构。无论是做钢结构工程技术,还是做科研理论创新,无论是艰深的空气动力学,还是复杂的冲击与防护动力学研究,他都以解决实际问题为导向,将成果写在大地上。


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2003年,不断挑战与尝试的心态使他走向了人生转折点—继续在西南交大攻读博士学位,一方面,希望通过读博获得更高水平的专业能力和知识结构;另一方面,他已经隐隐产生教书育人的想法,希望结合工程与科研的历练,将工程技术领域的心得、感悟与成果在未来某一天有机会分享给新一代的年轻人。


谈到读博,余志祥用“有趣”和“折腾”来概括这一段经历。在读博期间,因为从非线性结构力学领域跨入空气动力学领域,因此论文加答辩花了八年时间。“一开始,我的论文选题是钢结构方向,这个方向基本轻车熟驾,因为太熟悉了,在论文写作过程中,我隐约看到了未来的道路终点,“年轻气盛”加上“个人的贪心”,促使我毅然地放弃了选题,转而研究复杂钢结构工程中很关键的荷载问题——空气动力学。从结构力学转向空气动力学,这是一个艰难的挑战,花了接近四年时间完成该论文,其中既有挑战成功的快感,也有折腾后的疲惫感。幸运的是,功夫不负有心人,博士论文在盲评和答辩环节均以“优秀”通过,得到了业内空气动力学专家的高度赞誉,被评价为“很有希望参评全国优秀百篇博士论文”。


除了在学术上钻研,余志祥还是传统文化的忠实粉丝,在历史人文和书法等领域都有深入涉猎,特别在书法领域,几臻专业水准。作为高校老师,他认为,除了培养学生掌握科学的逻辑思辨和表达能力之外,更要以身作则,培育年轻一代的“土木骨骼与人文精神”,提升自己的涵养与审美能力。


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课上,他通过深入浅出的讲解,引领学生学习专业知识;课后,他经常和团队同学组会讨论,专业、历史、人文无不涉足,创造了和谐友善的团队精神。有了西南交大这所百年学府作为平台支撑,他相信可以在育人授技上拓展更广阔的空间,为教育做出更大的贡献,为行业科技发展创造更多有价值的科研成果。



开拓新领域 为科研插上腾飞“翅膀”


坚定目标,开发一条别人还未涉猎的新路径。近十年来,余志祥将主要精力投入了柔性防护结构的基础理论与技术研发,这是一种用于冲击动力灾害防护的特种钢结构,涉及复杂的多柔体与多场耦合动力学理论,其应用包含交通、国土、城镇建设、军事和能源等多领域的安全防护。“这是结构工程研究的一片蓝海,一定能产生一批原创性的大成果 ”,余志祥的目标是带领团队早日完成中国柔性防护结构的理论体系、标准体系和技术体系的搭建。在他的带领下,其研究团队研制成功多种新型防护技术,每一个新成果都凝聚着研发团队数月甚至数年的辛劳。


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以防落石自恢复柔性钢挑蓬结构技术为例,项目于2017年立项,余志祥带领着20余人的团队,经过上百次的数值模拟迭代完善后才确定最终结构体系,又经历了5次足尺试验,该技术才得以检验定型。截至目前,他作为核心完成人研制完成了国内首座大型足尺落锤冲击试验台系统,该试验台的试验能力目前稳居亚洲第一;主持开展了全国首次5000KJ大型防护结构冲击试验(2015年);主持了全国首次7500KJ大型防护结构冲击试验(2016年),至今保持亚洲记录;首次提出索托式柔性缓冲结构技术,并与棚洞结构整合形成新型防护系统(2017年);主持完成世界首次引导型消能防护系统原位冲击试验(2019年);首次提出防落石自恢复柔性钢挑蓬结构技术,并主持完成大型足尺试验(2019年);首次完成了五万千焦级别柔性防护系统的预研设计;牵头建立了中国柔性防护结构多柔体非线性动力学理论与方法(2013-2019),实现了柔性复杂结构的非线性量化分析与设计;牵头建立了流体-颗粒体-柔性结构三场耦合动力学模型与分析方法,并成功用于风雪防护、碎屑流柔性拦截系统、泥石流柔性拦截系统的开发与设计。众多“爆发式增长的成果”是研究团队厚积薄发的结果,同时通过校企合作,目前已经广泛应用于铁路、公路、能源、军事和城镇的灾害防护。


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此外,余志祥主编和参编了规范15本,包括牵头主编了CECS《柔性防护网结构技术规程》《柔性防护钢棚洞结构技术规程》《引导式柔性防护系统结构技术规程》及中国台湾地区标准《柔性落石防护网技术规范》等多部标准。主/参编著出版《ANSYS高级工程有限元分析》等三部著作,参编国家标准《钢结构焊接技术规范》修订,四川省标准《钢结构工程工艺技术规程》《城市轨道交通附属广告设施结构技术规程》《多层装配式钢结构住宅技术规程》《高烈度地区高层钢结构技术规程》等。


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多年的努力被国际同行认可,余志祥于2019年受邀担任ICASS2020钢结构进展国际会议学术委员会主席,负责牵头组织“第十届钢结构进展国际会议”。会议将于2020年12月在成都举行,这也是西部地区首次举办同级别钢结构国际学术会议,旨在探讨与推进国际钢结构领域的最新研究成果交流,促进西部钢结构发展。


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