主讲人简介:段文会,澳大利亚蒙纳士大学教授,澳大利亚纳米科学基础设施研究中心创始主任,澳大利亚工程院院士。
长期致力于土木工程的基础理论与关键技术研究,融合仿生技术,纳米科学、与人工智能等多领域前沿技术,提出无序结构高维解构新理念与损伤诱导增韧新理论,对纳米力学基础理论、工程材料精细表征与智能设计方法、工程结构仿生设计范式等领域的发展做出贡献。
作为澳大利亚纳米科学基础设施研究中心创始主任,段教授召集了13所澳大利亚大学、7所国际顶尖高校和50多家工业合作伙伴(来自澳大利亚、新西兰、中国、新加坡和韩国),围绕纳米科学、建筑材料、绿色结构和城市运维四个重点领域,创建了一个覆盖范围广、行业影响大的全球合作网络,重点推广纳米科学,人工智能与仿生结构设计等学科在土木工程中的应用研究。
讲座内容:
自1972年以来,基于自然界700万个生物物种结构信息,科研人员提出了八种结构基元,包括蜂窝、瓦片和砖泥结构等。这些结构基元为结构材料的强度和韧性设计提供了科学依据。
针对脆性工程材料强度和延性之间的矛盾问题,段教授团队借鉴跳蚤腿外骨骼结构特点,提出了第九种具有不对称旋转自由度的节段式结构基元,为脆性材料提高韧性容损性能提供了新思路和新方法。基于节段式结构损伤定向诱导导致连续性破坏垮塌的特点,段教授团队建立损伤诱导机制,提出了基于节段式结构基元的工程材料增韧新方法,并通过增材制造技术验证水泥基材料强韧一体化设计。
与工程结构有序性不同,自然界中主要由无序结构构成。这些无序结构客观存在,然而目前难以通过简洁的数学物理模型来准确描述其无序性,阻碍“无序性”指导工程结构和材料的优化设计。针对无序结构解构难题,段教授团队提出无序结构可以使用人工智能进行高维解构的新理念。