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『西南交通大学』轨道交通领域“科研发动机”

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-05-25  来源:西南交通大学  浏览次数:1944

从普速铁路到高速铁路,从引进消化吸收到自主创新,西南交通大学的科研团队一直带着雄心与热忱走在前列。由西南交通大学翟婉明院士领衔的轨道交通系统动力学教师团队是其中典范,他们怀着交通强国的使命感,做到个人成长与国家发展的同频共振;他们带着经世致用的务实精神,立志成为轨道交通领域的“科研发动机”。


助推全国铁路6次大提速


截至2021年底,高铁运营里程突破4万公里,快速、便捷、安全的高铁已成为人们出行的主要工具之一。高铁事业飞速发展的背后,是无数科研工作者的辛勤奋战和攻坚克难,这其中,翟婉明院士带领的西南交通大学轨道交通系统动力学教师团队贡献突出。


1981年,刚考上西南交通大学的翟婉明乘火车赶赴学校,但大雨使宝成铁路一段路基塌方。翟婉明只好绕道,辗转三天,才从老家江苏靖江赶到位于四川峨眉山的学校。这一经历让他心底萌发了改变铁路落后面貌的想法。


20世纪90年代初,我国铁路技术还相当落后,列车运行速度亟待提高。还在攻读博士的翟婉明,提出了一个在世界上还是空白的理论设想,即后来名噪业内的“车辆-轨道耦合动力学”构想。围绕这个理论设想,翟婉明带领团队一头扎进漫长而充满未知的科学研究。


那时的计算机运行速度太慢,研究并不顺利,翟婉明甚至通宵计算,将能够用上的经典算法都试了一遍,却连一个可用的数据都算不出来。“从设备上无法解决计算量的问题,那就从计算方法来解决。”一年以后,翟婉明创造出一种全新的计算方法,不仅计算速度更快,还可以在微机上完成庞大的计算量,这让翟婉明在车辆—轨道耦合动力学上的研究设想成为可能。


后来,翟婉明首创的“车辆-轨道耦合动力学”这一全新理论体系,其模型与算法在国际上被称为“翟模型”和“翟方法”,得到广泛采用,实现了他“以人名字命名定理”的梦想。基于该理论,翟婉明提出了机车车辆与线路最佳匹配设计原理及方法,成为国内外铁路工程动力学领域普遍采用的方法,被成功应用于我国铁路提速和高速铁路的几十个重点工程中,助推全国铁路6次提速及高速化发展。


需要什么就融合什么


如何在列车提速的同时,保证安全性与平稳性?解决车辆与轨道之间的动力关系是关键。车速越高,对线路平整性的要求就越高,两者之间要达成一个系统的优化匹配,才能实现列车的安全、高速、平稳运行。把车辆和轨道割裂开来研究是行不通的,翟婉明当时就由此提出了车辆-轨道耦合的构想。


需要什么就融合什么,在这支轨道交通领域跨学科教学科研团队中,有来自土木、机械、车辆、轨道、桥梁等不同专业背景的研究员,大家各有专攻,技术互补又同频共振。


研究铁路机车驱动及传动系统动力学的陈再刚,填补了团队在机车牵引动力方向的空缺,他所攻坚的是作为机车“心脏与动脉”的牵引电机、齿轮传动、轴承等动力驱动与传动关键零部件动态性能,越是高精度零部件越是在细微之处见真章。


陈再刚的工作一方面是“防患于未然”,用动态设计代替静态设计,提高关键零部件与整机之间的适配度,最大限度提高性能和延长服役寿命;另一方面是“除患于已然”,研制高精度的状态监测与故障诊断系统,及时对关键零部件进行智能故障诊断,保障列车服役安全。


从基础理论的创新到让列车运行更快速、更安全、更平稳,再到车辆与轨道的自动化、智能化设计以及越来越高的经济环保要求,团队学科交叉融合越来越多元,并形成合力解决系统性问题。


给学生“真问题”和“真关心”


1989年,在西南交通大学,沈志云教授主持筹建了牵引动力国家重点实验室,成功研制了机车车辆整车滚动振动试验台,对高速铁路进行基础性前瞻性研究。1994年,轨道交通系统动力学教师团队成立,继续为轨道交通事业贡献团队智慧并致力于引领学生成长成才。


“翟老师对我们要求严格,他希望我们能多花一些时间去得出一些真正好的成果,而不是去追求一些短平快的研究。”曲帅是翟婉明2018级的直博生,他描述中的翟婉明既亲切又严格,荣誉等身却矢志科研,几十年如一日高强度工作,成为一代又一代学生的表率。“严谨治学、严格要求”是西南交通大学一直以来的教学传统,在轨道交通系统动力学教师团队更是如此。大到研究项目的方向选择,小到学术论文的标点格式,“严谨认真”的态度贯穿始终。


赵春发1995年成为西南交通大学的一名硕士研究生,并于1999年进入翟婉明院士团队攻读博士,现为牵引动力国家重点实验室列车与线路研究所副所长。他在谈及引导学生时说:“一方面,要向学生提出‘真问题’,这个问题一定是一个真工程问题、真科学问题,他的研究才有现实意义;另一方面要给予学生‘真关心’,既体现在困惑时的指点、怠惰时的提醒、落后时的帮助,也体现在因材施教,根据学生科研能力不同,布置不同层次的任务,呵护学生对科研探索的热情。”


30年来,这个团队不变的是严谨治学的态度和科研报国的追求,不断改变的是教学方法的优化和教学资源的充实。目前,该团队已为国家培养硕博士两百余名,许多已成长为铁路设计部门负责人和轨道交通领域知名专家。



 
 


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