减振技术的变革：电涡流阻尼新技术产业化前景广阔【中国科讯】

阻尼器是解决振动问题，并保证工程安全与装备性能的必要设备。电涡流阻尼新技术的原创性概念由中国工程院院士、湖南大学振动与冲击技术研究中心带头人陈政清率先提出。陈政清长期从事桥梁等大型结构的工程力学问题研究，最早解决了我国悬索桥和斜拉桥的三维非线性设计与计算问题，在桥梁风工程理论与应用方面有着重要贡献。“桥梁结构振动控制是工程界的一大难题，成因非常复杂，到目前为止，可以说每一种引起振动的原因都还没有研究透彻”，陈政清说。

据了解，传统减振技术用到的粘滞阻尼器在往复荷载作用下存在漏油现象，而阻尼器一旦漏油，其阻尼力、阻尼系数将减小，不再满足设计要求，工程存在安全隐患。此外，传统阻尼器还存在寿命短、维护成本高，连接复杂、灵敏度低、启动阻力大等一系列问题。

面对振动与冲击领域的共同难题，陈振清带领团队从2006年起开始着手研究新一代阻尼技术。“传统电涡流阻尼的效率低，难以调节，虽然在工程领域陆续有些改进，但从外形和结构上没有摆脱经典模式，针对性不广泛，所以不能在大型工程结构减振中应用”，陈政清介绍道，“在攻克工程难题的过程中我们受到电磁感应原理的启发，改变思路，利用电磁感应原理产生阻尼力并耗能，开发出新型磁阻尼减振共性技术，设计出结构上可分离的永磁式电涡流阻尼器，一部分装在工程结构的‘动’边，一部分装在工程结构的‘不动’边，大大提高了工程适用范围。”

据了解，永磁式电涡流阻尼器为纯金属构件，不含油，故不存在漏油现象；另一个突出优势是其“最短封闭磁路设计”最大限度地减少了漏磁和磁阻，将耗能效率提高了6~8倍，解决了实际应用中常见的漏磁问题。该项新技术成果获得中国、日本、美国、欧盟等13个主要国家和地区的发明专利授权近30项，获国家科学技术进步二等奖2项，省部级一等奖8项，经过成熟的技术开发，现已广泛应用于国内外大型桥梁工程、建筑结构、电力工程等领域。

近40年来，油阻尼器在桥梁工程减振方面处于控制地位。电涡流阻尼新技术利用电磁感应原理产生阻尼力并耗能，具有全金属、耗能元件无接触摩擦、阻尼器启动摩擦力低等优点，既突破了油阻尼器通过固-液摩擦耗能的方式，还攻克了国际上电涡流阻尼不能用于低频工程结构减振的重大难题，发展了大吨位阻尼力电涡流阻尼新技术，打破了重大工程中进口阻尼器的行业垄断。国际土木抗震权威、中国工程院土木学部主任周福霖院士评价其是“一项颠覆性的技术，给土木工程领域带来了技术革新”。

基于该电涡流阻尼新技术，研发团队已开发出电涡流调谐质量阻尼器和轴向阻尼器两大门类7系列产品，相关产品已应用于国内外40多项土木工程项目，其中包括张家界大峡谷玻璃桥、厦深铁路榕江特大桥、江阴长江大桥、杭瑞高速洞庭湖大桥、拉萨—林芝铁路藏木特大桥等铁路、公路桥梁，摩洛哥NOORⅡ太阳能集热塔、上海中心大厦、深圳世界之窗仿埃菲尔铁塔等高耸结构减振工程，以及北京大兴国际机场、北京冬奥会国家体育馆速滑馆等大跨结构减振工程。近5年来，研发团队通过该项技术的专利实施许可，合同额达4000多万元。

“张家界大峡谷玻璃桥最初采用的减振方案，同时负荷800名游客就会晃动。我们团队受委托做了抗风试验，经过反复研究和论证后，建议他们采用电涡流阻尼减振技术，可以同时负荷1200名游客”，陈政清团队主要研发成员、结构振动控制专家华旭刚教授介绍说，“他们采纳了我们的方案，虽然成本有所提升，但大大提高了桥梁安全性和经济收益”。

2016年，团队将“永磁调节装配式磁流变阻尼器”“电涡流阻尼调节的大吨位悬臂梁式水平调谐质量阻尼器”“一种双层圆管型轴向力电涡流阻尼器”“永磁式电涡流调谐质量阻尼器”4项专利转让给了湖南省潇振工程科技有限公司，共同开发磁阻尼与结构减振技术和产品。

近年来，湖南大学与该公司联合投入逾1000万元，建立了大型多功能电涡流阻尼器试验系统、检测系统等功能较完善的技术研发硬件平台，目前正合作积极推进电涡流阻尼新技术在大型机械、武器装备、轨道列车、涡流制动等领域的应用和开发，与相关企业合作开发的军工装备、列车减振缓冲器、车辆悬架减振系统等都已进入产品中试阶段。

▲ 陈政清院士

据陈政清团队主要研发成员、阻尼器开发与工程实施专家、湖南大学教授牛华伟介绍，在电涡流阻尼新技术成果的转化实施与推广进程中，湖南大学科技成果转化中心是一只有力的“背后推手”。

2018年，湖南大学专门成立了科技成果转化中心（知识产权中心），归口管理科技成果转化和知识产权的申请、使用、处置、作价投资等事项；中心成立后，积极对接国家和地方发展战略，高度重视知识产权和成果转化工作，从顶层设计、机制创新、组织实施等方面紧跟国家创新驱动发展战略，逐步创新专利筛选、培育、发布机制，建立了以市场为导向、社会资本参与、多要素深度融合的科技成果转化运营模式。

在这个过程中，湖南大学不但“盘活”了自己的资源，成功转化了一批兼具社会效益和经济效益的高价值专利，还带动了周边高校的运营工作，吸引了10余家高校调研学习，所制定的运营流程、成果采集和审批套表等还被兄弟高校直接采用，起到了良好的示范作用。

2019年，湖南大学开始推出由院士领衔完成的高价值科技成果专场产业研讨会，广受产业界和投资界好评。据悉，湖南大学的首个院士专场“核酸适体研究产业化研讨会”，经过11个月的服务和对接，已于今年3月顺利签约，知识产权作价投资过亿元。近半年来，湖南大学科技成果转化工作捷报频传：自2019年10月以来完成了3个知识产权作价投资千万级转化项目，总转化价值近五千万元；今年在新冠肺炎疫情防控期间，湖南大学积极助推资本赋能，完成了总价值超过2亿元的转化项目框架协议签约。

“我校科技成果转化注重挖掘优质校友资源，打造了‘政产学研金服’为一体的生态运营体系，创造了独具特色的‘湖大+’成果转化模式”,湖南大学科技成果转化中心主任李飞龙介绍道，“电涡流阻尼新技术是我校院士团队的又一高水平成果，也是我校近期科技成果转化的重点工作之一”。

好技术离不开好“推手”。未来，湖南大学将推动该团队与不同领域的合作伙伴共同探索在技术壁垒、供应商体系和管理制度、行业标准等方面的竞争优势，积极推进电涡流阻尼新技术产业化进程。陈政清表示：“期待这项技术早日广泛应用于轨道交通、核电站、航空和军工等领域，造福人民，为国争光。”