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苟国庆向铁路科学技术的深度和广度进军 [复制链接]

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夯基垒石,基础研究是科技创新的源头。年,在中国科学家座谈会上,国家领导人提出,要持之以恒加强基础研究,广大科学家和科技工作者要坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军。

“四个面向”是中国科技工作的新坐标。近年来,在中国铁路工程领域科学家的不懈努力下,以高速动车组、大功率机车、铁路货车、城市轨道车辆为代表的中国制造系列产品,已达到世界先进水平,能够适应各种复杂的地理环境,满足多样化的市场需求。尤其是在高速列车车体技术、全线铺设无砟轨道、铁路数字移动通信系统、高速铁路列车运行控制系统、列车调度和安全监控等硬件软件和工程应用领域,都处于全球领先水平。

无论是硬实力还是软实力,中国铁路的发展归根结底要靠科技人才的实力。西南交通大学材料与工程学院博士生导师苟国庆教授在前辈引领下,带领年轻的科研团队,致力于解决铁路机车的焊接结构无损检测技术、焊接工艺的研究及成果转化等,形成了一系列创新研究理念,在中国高速发展的铁路事业中得到广泛应用。

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深度攻关“残余应力”

内应力又称残余应力,是指金属或非金属材料在机械加工过程中残留在内部的应力,内应力如果达到了一定的数值,就有可能造成关键部件结构失效,材料、部件脱落断裂。残余应力是影响轨道车辆服役安全可靠性的重要因素。历史上有许多因残余应力过大导致的灾难性事故,如美国历史上发生的桥梁垮塌,年德国高速列车车轮断裂导致列车脱轨等。甚至包括日本福岛核电站的核泄漏,其中也有着残余应力的影响。

西南交通大学致力于轨道交通列车关键科学问题的研究,以及先进技术的研发,是中国铁道领域创新研究的顶尖高校。苟国庆年从西南交通大学材料加工工程专业硕士毕业后留校任教,随后又获得材料学专业博士学位,他对磁悬浮列车等产品的残余应力、疲劳和腐蚀、断裂等问题有较深的见解,和团队提出了一系列创新研究的理念,相关研究成果均在中车下属企业广泛应用。

苟国庆团队研究发现,以铝合金为主要材料的轨道车辆,其关键结构的残余应力峰值可达MPa以上。准确获得高速列车关键部位的残余应力分布状态及数值,对于评估高速列车的安全可靠性及保障其安全运行是非常有必要的。然而研究表明,高速列车的材料属性、微观组织、表面粗糙度,甚至不同的残余应力检测方法都会带来较大的测试误差,给获得准确的数值带来了困难。

传统上,相对成熟的残余应力检测技术主要有中子衍射法、X射线衍射法、小孔法,但由于受到测试材料、结构尺寸、表面质量、检测费用、测试精度等制约,不同的检测方法均有一定的局限性。其中X射线法是目前国际上公认的一种快速、准确的无损检测方法,包括上海交通大学姜传海教授、西安交通大学何家文教授在内的一大批顶级专家都为X射线法在检测重大装备残余应力方面作出了巨大的贡献。

残余应力的超声波检测技术因其无损、快速、安全、成本低等优点受到国内外学者

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