铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论体系及关键技术
报送单位:西南交通大学 推荐单位:西南交通大学

产生时间:2005

支撑项目(平台):牵引动力国家重点实验室

参与单位:西南交通大学

所属学科:交通运输工程

主要贡献者:翟婉明,蔡成标,王开云

成就简介:针对我国铁路跨越式发展中面临的轮轨动态安全问题,创建了机车车辆-轨道耦合动力学全新理论体系,研发了耦合仿真设计与试验评估技术,开辟了铁路大系统动力学研究新领域,并使我国铁路工程动力学研究跻身国际前列。

本项目针对我国铁路提速、重载和高速铁路发展中出现的日益突出的轮轨动态安全问题,创建了机车车辆-轨道耦合动力学全新理论体系,包括学术思想、理论模型、数值方法、仿真方法及评估方法;建立了车辆-轨道统一模型,包括各种典型机车、客车、货车模型以及有碴、无碴轨道模型,解决了轮轨动态耦合建模和散粒体道床振动建模两大国际性难题,突破了传统模型中“钢轨静止不动”、“轮轨均为刚性体”和“轮轨始终保持接触”等3种假设的局限性,从而更加符合超负荷轮轨动态相互作用实际,在国际上称为“翟-孙模型”及“翟模型”而得到广泛采用;提出了机车车辆与线路最佳匹配设计原理及方法;研制了具有自主知识产权的列车与线路动态仿真设计平台;开发了轮轨动态作用安全性的现场试验评估技术。成功应用于我国铁路机车车辆开发设计、既有铁路提速改造、山区铁路扩能改造、重载运输、高速铁路建设等数十个重点工程领域之中,攻克了一系列工程技术难题,取得了重大社会经济效益,为我国铁路现代化建设做出了重要贡献。该项目结束了长期以来将机车车辆和轨道隔裂开来研究的局面,开辟了铁路大系统动力学研究新领域,使我国轨道交通工程动力学研究跻身国际前列,为中国铁路独特运输方式下机车车辆及轨道动态安全设计提供了先进理论方法和现代技术手段,并为我国铁路进一步高速化发展奠定了关键技术基础。该成果入选2005年度“中国高校十大科技进展”,2005年获得国家科技进步一等奖,2006年获得“长江学者成就奖”一等奖(工程科学首次)。

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