湖南教育新闻网报道 记者 阳锡叶 余杏 通讯员 樊伟
上海中心大厦、北京大兴国际机场减振工程、冬奥会国家速滑馆、杭瑞高速洞庭湖大桥、湖北石首长江大桥、江苏江阴长江大桥……目前，由我国研发的电涡流阻尼新技术正在大型桥梁工程、重要建筑工程领域广泛应用，有效确保了这些国家重大工程项目在大风中“岿然不动”。
研发这项技术的，正是中国工程院院士、湖南大学土木工程学院教授陈政清团队。从2006年以来，陈政清带领学生潜心扑在了电涡流阻尼技术的研究中，取得了耗能减振领域的革命性突破，研发出了大型结构减振缓冲的永磁电涡流阻尼新技术及装备，性能远超百年来一直使用的国外液压阻尼器，相关发明专利获得了国际发明专利申请优先权，相继获得日本、欧盟和美国专利，确立了电涡流阻尼新技术的国际领先地位。
目前，该技术已实现了产业化，推广应用于国内外113家单位，有效提高了保障国家安全的能力。
瞄准国家重大需求矢志不移攻关
随着经济的快速发展，我国大桥建设项目越来越多，跨度越来越大，桥梁受到的大风、车辆行驶的挑战也越来越大。跨度大了，桥梁结构刚度就变小，大风吹过、车辆走过就会有振动，危害很大。
本世纪初，我国大跨桥梁减振领域研究尚处于起步阶段，早期修建的几座跨长江大桥都不同程度受到振动问题困扰。那怎么办呢？
这通常需要用到阻尼器，减小振动。当时，大桥减振普遍使用的是国外的液压阻尼器，国内公司没有相应的大型阻尼器设计、制造能力，所有产品只能依赖德国和美国公司进口。然而，这些国外进口的大型液压阻尼器在使用3至5年后，往往因机械摩擦而漏油失效，不仅需要耗费大量资金维修与更换，也对重大基础设施的安全构成威胁。
2006年，四川省绵阳市拟修建会客厅一号大桥，这座桥设计为“$”形，“s”形为挂在车行道上方的人行道。这种桥型设计十分少见，特别是挂在桥上的人行道极易人致振动，怎么减振成了一个大难题。
绵阳市邀请已是知名桥梁抗风专家的陈政清现场考察指导。当时，陈政清就开始琢磨：能不能摒弃油阻尼器，将电涡流阻尼技术应用于大跨桥梁减振？瞄准桥梁减振这一工程急需的重大难题，陈政清带领团队开始了“攻坚之路”。
整整两年时间，陈政清和他的学生一起没日没夜地泡在实验室里，经过大量方案论证、仿真分析和试验，终于发明了结构紧凑、高耗能密度的双背铁板式电涡流阻尼器，确保了绵阳市会客厅一号大桥顺利安全投入使用。
这是百年来，首次在世界上实现了电涡流阻尼减振缓冲的工程应用。由于电涡流阻尼器工作寿命可与桥梁结构的设计使用年限相当，使用期间无需维护，不仅能极大地降低大跨桥梁的维修成本，而且大幅提高了结构安全。
此后16年时间里，陈政清团队继续潜心攻关，不断突破技术瓶颈，又先后发明了永磁电涡流阻尼器、大吨位永磁电涡流阻尼器、火炮永磁电涡流阻尼外置式缓冲器和火炮同轴制退技术等，不仅应用在大型桥梁工程、重要建筑工程、电力工程、新能源工程等领域，而且还在野战车辆、武器装备制造、航天科工等领域开展了应用研究，有效提高了保障国家安全的能力，赢得了业内交口称赞。
“搞工程研究的，绝不能坐在办公室空想，一定要瞄准国家重大需求，结合工程实际问题，矢志不移攻关，一辈子能做好一件事，那就很好了。”陈政清朴素地说。
源头创新让中国技术领跑世界
数十年来，陈政清从来没有停下奋进的步伐。陈政清说：“我们不能跟在别人屁股后面走，要注重源头创新。”电涡流阻尼技术就是他时刻注重“源头创新”的结果。
液压油阻尼技术耗能密度高、出力大。50年前开始用于结构减振缓冲。但由于依赖密封摩擦耗能，油阻尼一直存在摩擦漏油、需要密封两个突出问题难以解决。
电涡流阻尼由电磁感应原理产生阻尼力并耗能，无摩擦，也不需要密封，理论上可以规避液压阻尼的所有不利因素。不过电涡流阻尼虽然发现已有100多年，但之前只用于车辆减速的缓速器，处于“能减速不能减振”的状态。
这其中的关键在于只有突破电涡流阻尼耗能密度低，超过临界速度后阻尼力下降这两个技术瓶颈，才能用于工程结构减振缓冲。
为了解决这两个前人解决不了的难题，陈政清以不屈不挠、勇攀科研高峰的精神，带领学生潜心扑在了电涡流阻尼技术的研究中，并带头学习电磁、机械相关技术，通过学科交叉融合方法，终于取得了革命性突破。
在湖南大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室里，摆放着各种桥梁模型、阻尼器样机，在土木工程学院教授黄智文的讲述中，这些是“就算跌倒一百次，也要站起来一百次”的坚持，也是推进自主创新掌握核心技术、攻克“卡脖子”难题的执着。
“当时国际上普遍认为电涡流阻尼难以用于大型土木工程结构的振动控制。”2009年，当时在湖南大学读博士一年级的黄智文加入陈政清研究团队，陈政清带领他和其他成员一起查阅资料、反复做试验，经过十余年的坚持，最终完成了“理论—试验—应用”的全过程。
陈政清带领团队先后建立了基于最短磁路原理的电涡流阻尼优化设计方法，大大提高了电涡流阻尼耗能密度，研发出了适用于大型工程结构减振的电涡流阻尼器系列产品，并建立了电涡流阻尼强非线性本构关系精确模型，揭示了电涡流阻尼器高速工作时性能退化的原因，为优化相关产品提供了理论指导和技术支撑。
这套技术不仅是具有我国自主知识产权的大型结构电涡流阻尼全套技术，也是一项国际减振领域的原创技术。目前，电涡流阻尼技术已在国内杭瑞高速洞庭湖大桥、湖北石首长江大桥、上海中心大厦等100余座桥梁和建筑上应用，并且走出国门，用于世界最高吸热塔——摩洛哥nooriii（努奥三期）250米高塔的减振。
带领团队20年如一日地研究电涡流阻尼技术，在面对研发中的那些艰难时刻，陈政清始终没有放弃，支撑他的动力就是一种信念。他说，“油阻尼器是从国外引进的技术，在抑制桥梁振动方面遇到了实质性困难。我们应抓住契机，开发出具有完全自主知识产权的新技术，让中国人在工程结构减振领域做出一项新贡献。”
把实验品转化为服务祖国建设的产品
“工程科学研究需要把理论成果应用于解决实践中的问题，把科研成果转换成生产力，让科研成果走出实验室、走向实际工程，在实践中凝练科研团队、培养前沿人才。”这是陈政清经常跟团队和学生们常说的。
然而，将科研成果进行转换，在实践中培养人才谈何容易？为此，陈政清常常教导大家面向国家重大需求，通过“理论—试验—应用”的研究过程，将创新成果尽快转化，及时解决工程中亟待解决的重大难题，并在科研实践中得到成长。
在一次学术交流中，陈政清了解到，国防领域也对高性能减振、缓冲技术有着迫切需求。说干就干，他立即带着张弘毅等团队成员拜访了某国防高校。在深入交流后，双方当即迸发出创意的火花，提出了利用磁阻尼解决某兵器缓冲问题的初步思路。该校的一位军工领域的资深专家，当即表示：“陈院士，您这个设想如果能够实现，那将是我们兵器缓冲领域的第三次革命！”
在随后的几年中，陈政清指导团队从基本原理出发，提出具体的技术方案，再经过多轮的实验室测试，在最终的实地测试中，多组测试工况全部一次成功，该项目也获得了某装备部的高度评价，“使某兵器缓冲装置的勤务性、维护性和可靠性等得到显著提升”。张弘毅也在这样的科研实践中，解决了电涡流阻尼理论分析与应用难题，为电涡流阻尼广泛运用提供了重要的基础。
博士研究生陈谨林至今仍记得那个改变了自己人生轨迹的电话。2015年一个晚上，已参加工作的陈谨林，接到了读硕士期间的导师陈政清的电话。“当时，陈老师在电话里和我说，你参与研究的永磁式电涡流阻尼技术，能大幅度提高建筑和桥梁的抗振安全性，希望你回来读博，和我一起推动这项科技成果落地转化，让国内外的大型工程结构用上中国制造的高端减振阻尼器。
“把科学研究的实验品转化为服务祖国建设的产品”，陈政清的话深深地打动了陈谨林，他毅然决定重回学校读博，开展科研成果转化的工作。在陈政清的教导下，陈谨林将创新和创业融合发展，收获了丰硕的果实。现在，他雄心勃勃，正规划将创办的企业，打造成为全球减振领域的龙头企业。
值得一提的是，当初研制出永磁电涡流阻尼调谐质量减振技术后，为了实现产业化，陈政清主动找到上海材料研究所，免费把专利技术转让给了该所，该所通过应用该技术，生产的“超高层摆式电涡流调谐质量阻尼器”，有效地让上海中心大厦这座632米高的中国第一高楼，抵挡住了多次台风袭击。
“我的观点是，搞科研不是为了赚钱，只要服务于国家需要，服务国计民生，就值得去做，高校教师应有这个态度。”陈政清说。他还一再表示，“科研成果的推广，高校教师一定要放得下架子，不要怕丢面子，要敢去‘求人’。”
陈政清把所有的科研经费全部用到了团队身上。这些年来，他率领团队，面向国家重大需求，敢为人先、锐意创新，不仅取得了系列化原创成果，还为国家培养了一大批行业中坚、业界翘楚，其中包括全国工程设计大师1位、国家杰青获得者2位、长江学者特聘教授1位、国家优青获得者4位等在内的一大批行业卓越人才。
编辑：李薇薇
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