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3D打印鋼橋裝有傳感器網(wǎng)絡(luò)為實(shí)時(shí)“健康”監(jiān)測(cè)

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責(zé)任編輯：六月芳菲時(shí)間：2017-11-07 14:36

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[導(dǎo)讀]掌握所有這些數(shù)據(jù)后，3D打印橋梁工程師就可以隨時(shí)查看阿姆斯特丹大橋的“健康狀況”，并幫助他們了解橋梁的物理特性隨時(shí)間變化的情況。

來(lái)自英國(guó)艾倫圖靈研究所和倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員正在為阿姆斯特丹目前正在開(kāi)發(fā)的3D打印鋼橋添加一個(gè)大型傳感器網(wǎng)絡(luò)，并將于2018年完成。傳感器將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)3D打印橋的“健康”。

傳感器網(wǎng)絡(luò)由Alan Turing Institute的勞埃德注冊(cè)基金會(huì)（Lloyd's Register Foundation）數(shù)據(jù)中心工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)工程師，數(shù)學(xué)家，計(jì)算機(jī)科學(xué)家和統(tǒng)計(jì)學(xué)家組成。

憑借其豐富的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，才華橫溢的團(tuán)隊(duì)能夠創(chuàng)建一個(gè)傳感器系統(tǒng)，據(jù)稱(chēng)將確保3D打印橋梁的長(zhǎng)期性能。諸如應(yīng)變，位移和振動(dòng)之類(lèi)的結(jié)構(gòu)測(cè)量都將被傳感器系統(tǒng)密切監(jiān)控，環(huán)境因素（如空氣質(zhì)量和溫度）也將受到嚴(yán)密監(jiān)控。

掌握所有這些數(shù)據(jù)后，3D打印橋梁工程師就可以隨時(shí)查看阿姆斯特丹大橋的“健康狀況”，并幫助他們了解橋梁的物理特性隨時(shí)間變化的情況。

而且，從傳感器網(wǎng)絡(luò)收集的所有這些數(shù)據(jù)不會(huì)僅僅以電子表格形式出現(xiàn)。相反，荷蘭的3D打印橋梁將會(huì)有一種“數(shù)字雙胞胎”，一種3D電腦模型，工程師可以在電腦屏幕上查看。

由倫敦帝國(guó)理工學(xué)院土木與環(huán)境工程系的鋼結(jié)構(gòu)小組設(shè)計(jì)，這個(gè)數(shù)碼雙胞胎將據(jù)稱(chēng)為3D打印橋梁的性能提供有價(jià)值的見(jiàn)解，甚至允許工程師進(jìn)行天氣和應(yīng)變模擬預(yù)測(cè)真實(shí)橋梁在特定條件下的表現(xiàn)。最終，也應(yīng)該減少對(duì)成品結(jié)構(gòu)進(jìn)行昂貴和不切實(shí)際的物理檢查的需要。

MX3D的首席運(yùn)營(yíng)官Gijs van der Velden解釋說(shuō)：“Alan Turing Institute的數(shù)字雙胞胎橋?qū)⒂兄趧?chuàng)建新的設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 “我們希望這種以數(shù)據(jù)為中心的工程方法將加速將這種令人興奮的新生產(chǎn)技術(shù)引入建筑市場(chǎng)。”

有趣的是，從3D打印橋梁的傳感器網(wǎng)絡(luò)捕獲的所有數(shù)據(jù)將完全打開(kāi)，使世界各地的研究人員能夠以自己的方式檢查橋梁的性能。這最終將使鋼結(jié)構(gòu)成為工程研究的“實(shí)驗(yàn)室”。

然而，這個(gè)巨大的傳感器網(wǎng)絡(luò)和“數(shù)字雙胞胎”并不是在這個(gè)強(qiáng)大的3D打印鋼結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測(cè)試和分析的唯一領(lǐng)域。

Imperial公司的科學(xué)家正在與MX3D合作，對(duì)鋼橋進(jìn)行3D打印的鋼材進(jìn)行材料測(cè)試。由于許多行人和騎自行車(chē)者在最終安裝時(shí)預(yù)計(jì)將穿過(guò)鋼結(jié)構(gòu)，因此在結(jié)構(gòu)被宣布為適合使用之前，用于制造它的金屬必須穿過(guò)其步伐。

Turing-Lloyd注冊(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目總監(jiān)Mark Girolami教授表示：“明年由MX3D團(tuán)隊(duì)安裝的3D橋?qū)⒊蔀楣こ填I(lǐng)域的世界第一。 “這種以數(shù)據(jù)為中心的多學(xué)科方法來(lái)捕捉橋梁的數(shù)據(jù)也將標(biāo)志著橋梁設(shè)計(jì)，建造和管理方式的一個(gè)變化，為下一代橋梁和其他主要公共結(jié)構(gòu)提供有價(jià)值的見(jiàn)解。

橋梁傳感器網(wǎng)絡(luò)的安裝將與由Mohammed Elshafie博士領(lǐng)導(dǎo)的劍橋智能基礎(chǔ)設(shè)施和建筑中心合作進(jìn)行，而這個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目的其他貢獻(xiàn)者包括Autodesk和阿姆斯特丹高級(jí)城市解決方案研究所。

荷蘭建筑創(chuàng)新者M(jìn)X3D還負(fù)責(zé)其他幾個(gè)令人興奮的增材制造項(xiàng)目，包括邁阿密佩雷斯藝術(shù)博物館的3D打印咖啡館和Fab City城市解決方案展示。

但是，雖然該公司的阿姆斯特丹大橋?qū)⒊蔀殇撹F3D打印的世界第一，但它不會(huì)是荷蘭第一座3D打印橋梁。

幾個(gè)星期前，荷蘭小鎮(zhèn)Gemert的居民受到了一個(gè)完全不同的3D打印橋的開(kāi)放。被譽(yù)為世界上第一個(gè)3D打印的自行車(chē)橋，這個(gè)八米長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)將為該地區(qū)的大量騎車(chē)者提供服務(wù)，穿越充滿水的溝渠，縮短許多當(dāng)?shù)厝说穆贸虝r(shí)間。

埃因霍溫科技大學(xué)的工程師制作了約800層的混凝土3D打印橋。

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