2025年9月24日，新型超材料防落梁装置的性能验证试验在我中心顺利完成，试验旨在深入研究地震荷载作用下超材料全钢防落梁装置的力学性能，为公路桥梁“功能分离式”隔震体系的理论发展与工程应用提供依据。

1、试验工作简介

本次试验的核心对象为超材料全钢防落梁装置，包括基于机器学习逆向设计的新型超材料钢片与连接件两部分。装置与板式橡胶支座采用“功能分离式”理念联合布置，即支座负责竖向承载，超材料装置负责水平向耗能与限位。

试验采用243型静态加载作动器，属于电液伺服拟动力加载系统，主要由作动器，电控系统、液压源系统、动力电系统等几部分组成，主要用于土木工程结构的结构静力和拟动力试验。

通过作动器对试件进行剪切方向的循环加载试验，模拟桥梁墩梁之间的相对位移。试验考虑了容许钢片滑移与限制钢片滑移的两种工况，按比例缩尺加工了6种构型共12个超材料钢片。试验重点考察了装置在不同位移幅值下的力学响应，包括超材料钢片的塑性变形耗能阶段、钢片与连接件的摩擦滑移耗能阶段以及最终的位移限制阶段。系统验证了该装置“中小位移耗能、大位移限位”的分级设防能力。

试验结果表明：该超材料防落梁装置能够匹配板式橡胶支座大幅度滑移耗能的特性，在充分释放位移容量的基础上有效平衡能量耗散与位移控制的需求，滞回曲线饱满，耗能能力优越，且在大位移下能可靠发挥限位功能，防止落梁破坏。目前，团队正在对试验采集的荷载-位移数据及钢片破坏模式进行深入分析。

2、研究意义

目前，板式橡胶支座在中小型公路桥梁中应用广泛，但其在强震下可能发生过大滑移，存在落梁风险。本课题将超材料设计与机器学习逆向设计相结合，开发出具有定制化力学性能的智能耗能元件。该研究为实现桥梁隔震系统的性能可设计、可预测和可调控提供了新路径，研究成果将促进智能材料与结构在土木工程防灾减灾中的应用，为提升我国公路桥梁的抗震韧性提供有力支持。

3、研究团队简介

南京工业大学智能材料团队长期致力于超材料结构、吸隔声、振动控制、金属材料疲劳性能与晶体塑性模型等交叉学科领域的研究。现已拥有涵盖固体力学、材料科学、人工智能、结构工程等方向的多位骨干教授，是国内土木工程领域智能材料应用研究方面的一支科研力量。当前，团队聚焦于将前沿智能材料与土木工程深度融合，致力于开发具有传感、驱动、能量收集等功能的智能土木工程材料与结构体系，旨在为发展智能感知、自适应、自修复的下一代土木工程结构提供材料基础与技术支撑。

供稿：刘通      审核：张涛、方海、杨会峰