“泰坦号”内爆新闻引起的有关结构监测的讨论
最近几天“泰坦号”内爆的新闻想必各位都看到了。几位富豪乘坐着海洋之门探险公司研制的深海潜水器下潜到水面4000米以下去看沉没的泰坦尼克号，结果潜水器内爆了，所有乘员都没能回来。今天凌晨清华大学向教授给我发来一个今日头条的帖子，提到《泰坦尼克号》导演詹姆斯.卡梅隆——2012年使用深海“挑战者号”潜水器成功地到达了地球上已知的最深点，即太平洋的马里亚纳海沟——对该公司设计的潜水器的批评，认为潜水器的设计偏离了成熟的技术，而采用了实验性的方法。
文中提到了“泰坦号”潜水器安装了结构监测系统。该公司曾在宣传材料中吹嘘“泰坦号”的“实时船体健康监测”，在整个潜水过程中不断检查船只的完整性。该系统使用声学传感器和应变片来“分析潜水器下潜时压力变化对船只的影响，并准确评估结构的完整性”。
向教授为此提出了自己的观点，“泰坦号曾多次下潜到3000米深度，产生了损伤。可能应变片没贴在损伤处，没有报警。这是现有健康监测系统的通病。”笔者把这个帖子在朋友圈进行了转载，自己评论说“看来对健康监测的技术难度多少得有点敬畏之心啊”，于是多名行业内专家进行了评论，转载如下：
（1）哈工大某教授：对于脆性破坏失效模式是无法预警的。**行业现在不缺乏高科技，缺常识。
脆性破坏对应的是延性破坏，延性破坏有个发生的过程，监测系统如果能够及时发现可能有点时间采取措施。脆性破坏突然发生，监测系统还没来得及反应，事故发生了，如某地区轨道交通桥梁吊杆突然断裂就属于脆性破坏。模糊记得美国AASHTO桥梁设计规范和评估规范中有脆性极限状态验算来着。
（2）北方某大学某教授；哈哈哈，健康监测领域的怪现象，做的不会，会的不做。
笔者以前也一直在呼吁，桥梁监测领域做理论研究的往工程设计层面向下兼容兼容，而做监测系统设计的工程师也要向理论研究的学者虚心请教，使得理论研究与工程实践之间的脱节问题能够得以缓解。
（3）浙江科技大学金教授：第一类别失稳很难监测。
目前来看，桥梁监测领域对于构件失稳几乎很少涉猎。建筑结构对钢结构失稳设计中好像都要验算，甚至有些结构是失稳而非强度控制设计，那么构件失稳如何能够监测？有没有相关技术？
（4）哈工大周教授：考虑它极端的工作环境，实时监测起不了什么作用，使用前的无损检测更重要且必须。
有道理的，极端条件下潜水器说爆就爆了，监测系统也只能在最后霎那间可能会有数据，为时晚矣。卡梅隆批评的观点是，潜水器的致命弱点就是这个作为主船体的复合材料圆柱体，船体必须“由钢或钛这样的连续材料制成，这是公认的标准”，而碳纤维很容易分层，即材料在受到压力时断裂成几层。碳纤维层间剥离确实很难有很好的技术进行监测，那么这种结构有没有很好的无损检测手段呢？
前面提到的清华大学向教授和我们合作开发过敲击扫描式桥梁损伤快速检测车，研究过程中基于相同的原理向老师他们课题组设计过一个鼠标大小的检测装置，说可以用于板壳结构检测，推测来看这个装置有可能能够检测碳纤维材料的层间剥离。
（5）熟悉监测设备的张工程师：不应该用应变片点测，应该用分布式光纤，多绕几圈线性测量。
分布式光纤优点是可以进行大范围监测，但是这种原理的光纤传感器精度是否满足结构应力应变测量要求？
（6）何博士：船体使用智能材料，这样就能监测到损伤了。
智能材料发展到哪个水平这块笔者不太熟悉。以往桥梁领域有智能索智能筋，其实是在构件中植入传感器。如果“泰坦号”使用了碳纤维板材，内嵌传感器难度很大，而且大概率传感器本身就有可能成为损伤源。
