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翟婉明:高铁梦就是我的“中国梦”(科教人物坊)

作者: 文生 更新时间: 2021年10月14日 13:36:45 游览量: 123

简述:

中国高铁雄姿。百度图片翟婉明主持完成的创新成果“铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应

翟婉明:高铁梦就是我的“中国梦”(科教人物坊)

中国高铁雄姿。百度图片

翟婉明:高铁梦就是我的“中国梦”(科教人物坊)

翟婉明主持完成的创新成果“铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用”荣获2005年度国家科技进步一等奖。本报资料

翟婉明:高铁梦就是我的“中国梦”(科教人物坊)

科学家寄语

翟婉明:高铁梦就是我的“中国梦”(科教人物坊)

翟婉明在开展现场实验。(2003年)本报资料

“高铁不仅以它特有的‘颜值’和‘气质’变革着人们的出行方式,提升人们的生活品质,而且不断缩小祖国内地与边疆、城市与农村差别,对国民经济高质量发展和现代化建设起到重要作用。”这是翟婉明在中国科学院第二十次院士大会全体院士学术报告会上的一段演讲。

翟婉明,中国科学院院士,美国国家工程院外籍院士,西南交通大学首席教授。2021年,他被授予“全国优秀共产党员”称号。从入大学求学到现在,翟婉明见证了中国高铁从无到有,再到形成世界最大的高速铁路网,总里程超过3.8万公里的历程,也见证了铁路密布、高铁飞驰、天堑变通途的奇迹。

翟模型  翟方法

创新发展解决世界难题

1981年,翟婉明刚考上西南交通大学。开学前夕,他乘火车赶赴学校所在地,这是他有生以来第一次坐火车。“没想到大雨致使宝成铁路一段路基塌方。只好绕道,我辗转花了三天四夜,才从老家江苏靖江赶到位于四川峨眉山的学校。”翟婉明回忆说。

首次乘火车的经历让翟婉明深刻认识到中国铁路亟待提高。他上车后发现,车厢被挤得水泄不通,想找个站的地方都难,更别提有空座了。他只好挤站在通道上。“第一次乘火车,我很兴奋,但吃惊地发现,中国铁路竟然如此落后,好像当头挨了一棒。”翟婉明说。穷则思变,这一次经历让他心底萌发了改变中国铁路落后面貌的想法。

考上大学不容易,对翟婉明这样的农村青年更是如此。他深知这一点,倍加珍惜来之不易的求学机会,拿出拼命三郎的劲头,如饥似渴、夜以继日地勤奋钻研。苦心人,天不负,翟婉明很快崭露头角,成绩名列前茅,并一路以“第一”的优异表现完成了本科、硕士、博士的学业,进入中国铁路交通科研的前沿领域。

轨道交通工程动力学与振动控制是翟婉明长期研究的方向。经典的车辆动力学、轨道动力学理论是将车辆和轨道分开进行研究的,不能很好解决复杂的车辆与轨道动态相互作用问题。针对传统研究的局限性,翟婉明大胆地提出车辆-轨道耦合动力学,即把车辆系统和轨道系统视为一个相互作用、相互耦合的大系统,综合研究列车在线路上的动态行为,结束了长期以来将机车车辆和轨道割裂开来研究的局面,在国际上被称作“翟模型”。

不仅如此,为了高效求解这一复杂大系统问题,翟婉明还构造了适合于大系统动力分析的快速显式数值积分方法,后来在国际上被称为“翟方法”,得到广泛采用。同时,翟婉明提出了机车车辆与线路动力性能最佳匹配设计原理及方法,并主持研究建立了高速列车-轨道-桥梁动力相互作用理论及安全评估技术……

从就读西南交通大学到留校任教,翟婉明一直从事轨道交通工程领域的科技创新和人才培养工作,成为了西南交通大学交通运输工程学科(全国学科评估排名第一)的带头人。

新标准  新规范

战略需求催生高铁科创

谈到中国高铁发展至今遇到的挑战,翟婉明表示,高铁发展初期,我们由于没有任何相关设计和建设的经验,遭遇到多方面挑战。

其中,最大的挑战是没有设计标准和建造标准。没有标准怎么来设计高速铁路线桥基础设施?以高铁线路为例,平面曲线和纵断面曲线的半径最小可以取多少?曲线和直线之间的连接有个缓和曲线,如果处理得不好,高速列车就会在运行中突然抖动,影响乘坐体验。这个缓和曲线长度该如何选取?线路坡度最大能到多少?“这些设计参数影响线路上高速列车运行的安全性和平稳性。当时,我国在这些方面没有任何经验,一片空白,困难重重。”翟婉明说。

该难题的解决得益于翟婉明提出根据动力学理论来预测行车的动态性能和大量试验验证,即在高速列车行驶过程中,看行车的性能指标是否满足标准,从而倒推线路设计参数的合理值。如今,中国已经有了高铁的设计规范和设计标准,包括线路平纵断面的设计标准。

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