結(jié)構(gòu)工程學(xué)科 

 

 

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我校結(jié)構(gòu)工程方向碩士點(diǎn)最早源自我校水工結(jié)構(gòu)工程碩士點(diǎn)。隨著學(xué)院學(xué)科發(fā)展的需要，尤其是我院新上土木工程本科專業(yè)，迫切要求在我院增設(shè)結(jié)構(gòu)工程方向的碩士點(diǎn)。于是在2005年向國(guó)家學(xué)位委員會(huì)申請(qǐng)?jiān)谖以涸O(shè)立結(jié)構(gòu)工程方向的碩士點(diǎn)。在學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和申向東教授的大量工作和不懈努力下，于2006年6月獲得國(guó)家學(xué)位委員會(huì)的批準(zhǔn)，申報(bào)成功。之后，學(xué)院將原在水工結(jié)構(gòu)工程碩士點(diǎn)的兩位碩士生導(dǎo)師白英、韓克平調(diào)整到結(jié)構(gòu)工程方向碩士點(diǎn)。

 

 

目前該學(xué)科主要有兩個(gè)研究方向，現(xiàn)分別予以介紹之。

 

 

1、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析、振動(dòng)與噪聲控制方向

 

 

工程力學(xué)的主要特色是利用它的理論和方法并結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學(xué)及先進(jìn)的計(jì)算方法來分析、解決各類工程中存在的力學(xué)問題，特別是一些較復(fù)雜或首次遇到的新問題。同時(shí)對(duì)工程力學(xué)的理論和方法做探索性研究，針對(duì)工程實(shí)踐中出現(xiàn)的一些新的且用傳統(tǒng)理論和方法不能解決或較難解決的力學(xué)問題，研究和探索一些適用于新問題的理論和方法，拓展工程力學(xué)的理論和應(yīng)用領(lǐng)域。另外，對(duì)工程力學(xué)中用到的一些計(jì)算方法作一些有益的改進(jìn)和創(chuàng)新，使計(jì)算速度和精度進(jìn)一步提高。在研究過程中，結(jié)合本校的特點(diǎn)，注重研究農(nóng)業(yè)工程中存在和遇到的力學(xué)問題。由于工程力學(xué)所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，如：機(jī)械、土木工程、水利工程、林業(yè)工程等。同時(shí)它又是許多學(xué)科的重要基礎(chǔ)和工具，所以有著重要的學(xué)術(shù)地位。對(duì)它的理論和應(yīng)用進(jìn)行深入地研究，有助于該理論的發(fā)展和完善，也有助于各應(yīng)用領(lǐng)域更加有效地利用工程力學(xué)解決他們所遇到的力學(xué)問題。為工程力學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用做一些應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

 

 

結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析的主要特色是利用工程振動(dòng)、模態(tài)分析、現(xiàn)代測(cè)試及信號(hào)分析與處理的手段來分析、解決各類工程中存在的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題。同時(shí)對(duì)它所涉及的理論和方法做探索性研究和改進(jìn)，針對(duì)工程實(shí)踐中出現(xiàn)的一些新的且用傳統(tǒng)理論和方法不能解決或較難解決的動(dòng)力學(xué)問題，研究和探索一些適用于新問題的理論和計(jì)算方法，拓展它的理論和應(yīng)用領(lǐng)域。由于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，且利用它可做結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析、結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別、結(jié)構(gòu)無損探傷等多項(xiàng)工作，所以有著重要的學(xué)術(shù)地位。對(duì)它的理論和應(yīng)用進(jìn)行深入地研究和探索，有助于該理論的發(fā)展和完善，也有助于各應(yīng)用領(lǐng)域更加有效地利用它解決他們所遇到的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題。為培養(yǎng)該領(lǐng)域的高級(jí)研究和應(yīng)用型人才做一些應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

 

 

振動(dòng)與噪聲控制的主要特色是利用振動(dòng)理論、聲學(xué)理論、噪聲測(cè)試技術(shù)及信號(hào)分析與處理的手段，分析、解決各類機(jī)械和工程及環(huán)境中存在的振動(dòng)與噪聲控制問題，并且對(duì)它所涉及的理論和方法做探索性研究和改進(jìn)。由于振動(dòng)與噪聲廣泛存在于各類機(jī)械、結(jié)構(gòu)工程及生活和工作環(huán)境中，嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備和各類工程結(jié)構(gòu)的使用壽命，影響人們正常的生活和工作環(huán)境及身心健康，所以振動(dòng)與噪聲控制的研究有著重要的學(xué)術(shù)地位，對(duì)它的研究可以延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備和各類工程結(jié)構(gòu)的使用壽命，改善人們生活和工作的環(huán)境，有利于人們的身心健康。同時(shí)有助于該理論的發(fā)展和完善，從而培養(yǎng)該領(lǐng)域的高級(jí)研究和應(yīng)用型人才。

 

 

2、工程結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助工程分析與仿真方向

 

 

計(jì)算機(jī)輔助工程分析（Computer-aidedEngineering;CAE），即用工程上分析的過程及計(jì)算方法來輔助設(shè)計(jì)人員作設(shè)計(jì)后的分析或進(jìn)行同步設(shè)計(jì)。

 

 

CAE的技術(shù)種類很多，這其中包括有有限元法（FEM），邊界元法（BEM），有限差分法（FDM）等。每一種方法各有其應(yīng)用的領(lǐng)域，而其中有限元法應(yīng)用的領(lǐng)域最廣，現(xiàn)已應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)（包括線性與非線性）、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電路學(xué)、電磁學(xué)等。而越來越多的發(fā)展，使得不同的領(lǐng)域相互結(jié)合，像流體力學(xué)與結(jié)構(gòu)力學(xué)的結(jié)合等，這都使得CAE的發(fā)展越來越迅速，應(yīng)用也越來越廣泛。

 

 

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)大多采用試誤法(TryandError),即以人的經(jīng)驗(yàn)做出初步的設(shè)計(jì)，再由此初步設(shè)計(jì)去做出原始模型，再做出成品；成品完成以后，便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以確保產(chǎn)品的可靠性。而對(duì)于土木工程來說，一般連原始模型也是不可能做到的，它要求工程完成后即是安全、可靠的。因此，設(shè)計(jì)前的各種分析就更顯得極為重要。此種方法費(fèi)時(shí)、成本相當(dāng)高。

 

 

若使用CAE，則在設(shè)計(jì)圖完成后即連接CAE，對(duì)產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)作各式各樣的分析，并且導(dǎo)入最優(yōu)化設(shè)計(jì)(OptimizationDesign)，即可在短時(shí)間內(nèi)完成產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)。

 

 

現(xiàn)今的民用建筑的高度不斷增高，建筑體型日趨復(fù)雜，建筑功能也更趨綜合化，其受力及其它因素的影響也越來越復(fù)雜。雖然建筑體型復(fù)雜化給建筑師提供了創(chuàng)造美的空間，卻給結(jié)構(gòu)工程師的設(shè)計(jì)帶來了不便。CAE可以用多種的分析來保證建筑物的安全與合理性，它可以對(duì)高層建筑、體育場(chǎng)館、各種橋梁、基礎(chǔ)等體型復(fù)雜建筑的靜力、動(dòng)力、模態(tài)、曲屈、線性和非線性等響應(yīng)特征等進(jìn)行仿真分析，并可以很好地反映這些建筑物及其基礎(chǔ)在各種復(fù)雜因素作用下的力學(xué)特征，為確保結(jié)構(gòu)的安全、可靠提供了科學(xué)的依據(jù)。做完這些分析后，還可以使用最優(yōu)化或參數(shù)確認(rèn)（ParameterIdentification）對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，并借鑒模型的修正(ModelModification)重做分析以得到最好的結(jié)構(gòu)。對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量（ExperimentalMeasurement）還可用來確認(rèn)分析的誤差，同時(shí)可以建立分析的可靠度。

 

 

目前本學(xué)科只有白英教授主持的一項(xiàng)自治區(qū)自然基金項(xiàng)目。由于本學(xué)科2006年6月才批準(zhǔn)設(shè)立，所以目前只招收1屆研究生。

 

 

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