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学术前沿丨走访杨永斌院士研究团队
重庆大学工程振动与防灾中心由国际著名土木与力学专家、中国工程院院士杨永斌领衔，致力于打造国际一流土木与力学研究中心。中心由海内外知名教授以及青年学者组成，中心下设院士工作室、教授工作室、青年教师工作室、技术服务部和研究生工作室。
➤➤研究团队
中心带头人杨永斌教授为中国工程院院士、奥地利科学院外籍院士、欧盟科学院院士，是国际知名的土木工程学者，出版3本英文专著，发表SCI期刊论文120余篇，在Google Scholar上H指数为48，总被引次数超过8000次。杨永斌院士同时还是SCI期刊International Journal of Structural Stability and Dynamics（IJSSD）主编以及国际学术组织亚太计算力学学会(APACM)、亚太结构工程与施工学会(EASEC) 的主席。研究团队长期从事以力学为核心的结构工程问题研究，所属专长研究领域包括：结构非线性理论、列车波动传播分析法以及车桥互制动力理论。
➤➤杨永斌院士
为深入了解科研动态，加强与国家级科研平台及国内知名科研团队的合作，2018年12月20日下午，《建筑结构学报》编辑部走访了重庆大学杨永斌院士研究团队。参加本次活动的有重庆大学杨永斌院士及其团队学生，以及《建筑结构学报》编辑部一行三人。
➤➤交流现场
为了深入研究结构单元的非线性行为，杨永斌院士提出了非线性梁单元的刚体运动测试方法，为构造非线性梁单元提供了基本依据；提出了高阶非线性平面梁单元方法，揭示了各高阶项具有明确的物理意义；分析并证明了传统方法中对非线性平面梁单元位移解中各高阶项采用直接省略的方式是不合理的，提出了用于检验非线性单元的刚体测试方法，为检验、构造非线性单元提供了基本依据；提出了完全考虑连接点相容条件的空间框架有限元计算方法，合理地避免了空间梁中半增切转动问题，解决了在大变形过程中非保守弯矩计算问题；提出了连续框架的有限元屈曲分析方法。
随后，杨永斌院士创新性地提出了一种进行非线性计算的增量迭代算法，即广义位移控制方法，成功解决了非线性方程求解中极值点、位移回弹点诸多算法失效的问题，同时可以根据结构刚度变化调整增量步大小，具有效率高、求解稳定的特点。针对在大变形过程中单元恢复力求解复杂的问题，运用刚体准则，极大地简化了结构恢复力计算过程，使整个非线性计算过程数学推导简单，物理意义清晰明了。
本世纪，杨永斌院士又提出了刚性单元理论，建立了一种新的梁单元几何刚度矩阵，并成功推广到板壳几何非线性研究过程中。该理论有效地简化了非线性分析过程，并且在空间框架、板壳结构得到了运用。
现今，团队正进行弹塑性非线性理论、适用于计算复杂非线性路径相关算法、非线性动力学分析应用以及更为复杂的壳和曲梁非线性问题的相关研究。
移动荷载引致环境振动的问题，随着我国近年来高速铁路的快速发展，其研究价值凸显。实际上，不仅高铁，甚至包括地铁、轻轨在内的城市轨道交通系统，其所处环境的振动衰减规律、减隔振措施、结构受振响应等问题，既可能影响线路周边居民舒适度体验，远域的低频微振会对高精度光学仪器、电子厂房等受振目标产生巨大影响。
受高铁、轨道交通长度远大于宽高尺寸特点的影响，传统三维数值模拟方法不仅极为消耗算力，也无法保证计算精度。基于此，杨永斌院士于2001年提出了一种使用三自由度的二维模型模拟上述问题的新方法，将之命名为2.5D有限/无限元方法。
2.5D有限/无限元方法使用有限单元模拟近域波传现象，无限单元处理边界波的衰减，基于三重傅里叶变换（Triple Fourier Transform）求解频域响应，并通过逆傅里叶变换（Inverse Fourier Transform）求解时域响应。经验证，该方法可准确研究移动荷载引起环境振动响应中的关键速度效应与多普勒效应，与理论解吻合度极高，是一种快速、准确，适用于高铁、城市轨道交通相关研究的新方法。
自2016年以来，该方法的应用领域被进一步拓宽，已被证明同样适用于其他类型的移动荷载，如地震波，洋流等。目前，研究团队正在进行关于2.5D有限/无限元方法的研究，包括极坐标下的2.5D方法应用，高铁高架桥引致地表振动分析等。
基于车桥互制动力理论的 Vehicle Scanning Method（VSM）是杨永斌院士于2004年在全球范围内首次提出的桥梁健康检测方法，并建立了深厚的理论基础，同时也得到了实验验证。
桥梁是国家交通运输生命线工程中的节点和咽喉，在促进人员交流、保障物资运输、推动经济发展等发面有着不可替代的作用。随着我国越来越多的桥梁服役时间越来越长，材料性能退化、负荷超载等一系列不利因素导致桥梁的健康状态越来越严峻，而桥梁一旦发生事故会造成大面积的交通瘫痪和巨大的生命、财产损失。根据数据统计，目前我国服役超过10年的公路桥梁就有59.46万座，服役超过13年的铁路桥梁5.288万座，桥梁检测需求巨大。
就传统的桥梁检测方法而言，其需要在桥梁上安装一整套传感系统，耗财、耗时、耗力，庞大的桥梁健康检测需求难以满足，这就需要一种更为高效的检测方法。VSM方法的提出，能够很好地解决时代问题，其仅需在检测车上配置相关传感器，当检测车通过桥梁时，便可以拾取桥梁的动态信息，包括桥梁频率、模态、阻尼、损伤等。杨永斌院士所提出的方法快速、经济、高效，由于VSM方法的巨大潜力，得到了世界上学者的广泛研究。
最后，感谢重庆大学杨永斌院士及其研究团队对本次走访活动的精心安排及大力支持，在此，《建筑结构学报》编辑部全体工作人员深表谢意！
➤➤合影
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微信编辑：刘安然
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