轨道交通系统动力学与服役安全创新团队
现代轨道交通系统动力学创新团队是我国铁路领域以轮轨系统动态安全性为主攻方向的最具优势的跨学科创新团队,涵盖交通运输工程、机械工程及土木工程等一级学科,涉及车辆系统动力学、轨道结构及动力学、桥梁振动、路基工程、检测技术等专业方向。翟婉明院士为团队带头人,由10名核心成员、8名梯队成员、7名青年骨干共25人组成,其中18人具有博士学位,10人为博士生导师,均为一线科研人员。这是一个以牵引动力国家重点实验室为基地的自然形成的实体团队。
依托国家重点实验室、国家重大科研项目和教育部首批创新团队等平台,在翟婉明院士带领下,团队开展了一系列跨学科、跨单位的合作研究,最主要成果有:(1)创建了机车车辆-轨道耦合动力学全新理论体系,在国际上有一定影响,车辆-轨道统一模型被称为“翟模型”、“翟-孙模型”得到广泛采用,使我国在车轨相互作用研究领域跻身国际前列,在国内被广泛应用于铁路提速、扩能改造及高速铁路工程领域,产生了重大社会经济效益,为中国高负荷铁路轮轨系统动态安全设计提供了科学理论支撑,该成果曾获得了国家科技进步一等奖;(2)主持研究建立了高速列车过桥动力相互作用理论与安全评估技术,在铁路提速及高速铁路桥梁工程中得到全面应用,车线桥动力分析评估技术已成为我国铁路新桥设计、旧桥加固不可缺少的一项关键技术,被纳入我国快速及高速铁路桥梁设计规范,该成果曾获国家科技进步二等奖。
目前团队主要针对高速列车运行速度不断提高、重载列车运载重量不断加大而导致的系统动力学与振动安全重大需求,从铁路大系统的角度,研究高速、重载列车-轨道-桥梁动态相互作用机制及服役安全阈值。一方面,围绕我国高速铁路大规模长期运营引起的基础结构动力性能演变及安全维护突出问题,以我国高速铁路基础设施领域第一个973项目《高速铁路基础结构动态性能演变及服役安全基础研究》为载体,联合本领域最优势力量开展系统研究,为制订与完善中国高速铁路线路安全维护技术标准奠定科学基础,保障高速铁路基础设施服役安全。另一方面,我国正加快重载铁路建设步伐,但我国重载铁路工程动力学理论与技术尚不能适应重载运输的迫切需要,本团队重点针对新一代长编组、大轴重重载列车运输问题,一方面构建现代重载铁路工程动力学理论体系,另一方面通过与神华集团及中国铁科院合作,建立大轴重(30t)重载铁路运输成套技术示范工程,最终实现我国重载铁路动力学理论与运营安全核心技术的全面突破。
团队负责人翟婉明教授,博士生导师,中国科学院院士。现任西南交通大学首席教授、牵引动力国家重点实验室副主任,兼任国务院学位委员会第六届学科评议组成员、国家“千人计划”专家顾问组成员、四川省科协副主席,国际车辆系统动力学协会(IAVSD)学术委员,国际轨道交通期刊International Journal of Rail Transportation主编。
翟婉明教授长期在一线从事铁路工程领域动力学理论与应用研究,主持和参加了包括国家973、863、国家自然科学基金重点项目在内的60多项国家级和部省级科研课题,具有很强的组织协调能力;在国内外发表学术论文200余篇,其中第一作者60余篇,被国际三大检索系统收录100余篇次;出版专著2部,其中一部获中国图书奖;论著被国内外他人引用超过3800次,其中单项最高他引超过800次。
在经典的车辆动力学和轨道动力学基础上,创建了机车车辆-轨道耦合动力学全新理论体系,建立了车辆-轨道统一模型,在国际上被称为“翟-孙模型”或“翟模型”,得到广泛采用;构造了适合于大系统动力分析的快速显式数值积分方法,在英国《工程计算》、美国《结构工程学报》、英国《工程软件进展》等著名学术期刊上分别被称为“翟方法”,也被认为是“well known显式法”;提出了机车车辆与线路最佳匹配设计原理及方法,主持开发了与之配套的动态仿真设计平台和现场测试评估系统,为现代铁路轮轨系统动态安全设计提供了关键技术支撑。
针对中国铁路反复提速及高速化发展所导致的列车高速过桥动态安全设计与评估难题,翟婉明带领跨学科研究团队,通过十年联合攻关,建立了一套完整的高速列车-轨道-桥梁动力相互作用理论及设计安全评估技术,及时满足了工程重大需求。上述理论、方法与技术被成功应用于中国铁路提速、重载运输及高速铁路的几十个重点工程(产品)之中,解决了大量的工程实际问题,取得了重大社会经济效益,为我国铁路现代化建设和铁路技术进步做出了重要贡献。曾获得国家科技进步一等奖、国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖、四川省科技进步一等奖(他均为第一完成人),一项成果入选2005年度“中国高校十大科技进展”。
翟婉明教授1993年入选教育部首批跨世纪优秀人才,1994年被授予国家有突出贡献的中青年专家称号,1995年获得国家杰出青年科学基金(全国机械学科首位),1999年受聘为教育部长江学者特聘教授。个人曾获得第六届中国青年科学家奖、何梁何利科学技术创新奖、以及长江学者成就奖一等奖。
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