博士论坛高速列车创新研究与平台建设张卫华.ppt
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高速列车创新研究和创新平台建设高速列车创新研究和创新平台建设张卫华西南交通大学2011.11.3北京SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING汇报内容汇报内容汇报内容汇报内容v高速列车创新研究高速列车创新研究v轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台2SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v高速铁路建设规划四纵四横四纵四横经济圈经济圈城市群城市群城镇群城镇群2012年:
年:
13000公里公里2020年:
年:
18000公里公里3SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究京沪高速铁路京沪高速铁路新一代动车组新一代动车组4SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v高速铁路系统5SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v速度耦合作用轮轨耦耦合合关关系系弓弓网网耦耦合合关关系系流固耦合流固耦合关系关系机机电耦耦合关系合关系6SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v考虑系统耦合作用的高速列车创新研究列车动力学模型列车动力学模型接触网动力学模型接触网动力学模型线路动力学模型线路动力学模型空空气气动动力力学学模模型型弓网弓网/机电关系机电关系轮轨关系轮轨关系流流固固关关系系优优化化措措施施运行需求运行需求边界条件边界条件环境制约环境制约结构优化结构优化参数优化参数优化匹配优化匹配优化高速列车耦合大系统动力学理论高速列车耦合大系统动力学理论优优化化措措施施核核心心目目标标7SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v高速列车核心设计目标接触网接触网线路线路气流气流高速列车高速列车核心目标核心目标运行边界条件运行边界条件减小摩擦减小摩擦运行动力运行动力运行介质运行介质运行基础运行基础减小阻力减小阻力提高临界速度提高临界速度减小振动减小振动减小作用力减小作用力实现途径实现途径经济性经济性(节能)(节能)平稳性平稳性安全性安全性环保性环保性(噪声)(噪声)稳定性稳定性可靠性可靠性减小应力减小应力创创新新设设计计8SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v高速列车创新要点基础理论创新高速列车耦合大系统动力学理论发展高速列车服役模拟方法建立旅客综合舒适度评价体系试验技术创新建设科学的试验体系创建高速列车运行跟踪试验方法和试验规范CRH2/3型时速300350公里动车组总体技术方案系统创新良好的轮轨关系良好的弓网关系良好的流固耦合关系良好的车间耦合关系设计、运行和维护的协调关系良好的环境友好关系9SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究v创新基地建设国家实验室国家重点实验室国家工程实验室国家工程技术研究中心省部级重点实验室企业技术中心企业设计中心设计设计运行运行制造制造试验试验维护维护10SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究高速列车创新研究轨道交通轨道交通国家实验室国家实验室(筹)(筹)(挂靠西南交通大学)(挂靠西南交通大学)铁道部、教育部、各省市重点实验室及专业研究所(铁道部、教育部、各省市重点实验室及专业研究所(120120个个)现代化制造平台现代化制造平台技术创新主体技术创新主体唐山、长春、四方唐山、长春、四方33个主机厂,个主机厂,3030个配套厂,个配套厂,500500个企业组成产业链,均有个企业组成产业链,均有研发部研发部国家重点实验室,国家重点实验室,3个个国家工程研究中心,国家工程研究中心,3个个国家工程实验室,国家工程实验室,3个个国家实验室,全国已建国家实验室,全国已建6个个筹建筹建9个个新建:
新建:
清华大学清华大学高速列高速列车技术研究中心,车技术研究中心,浙江浙江大学大学高速铁路研究所等高速铁路研究所等高速列车高速列车基础性研究基础性研究高速列车高速列车信息化技术信息化技术高高速速列列车车系系统统集集成成国国家家工工程程实实验验室室(南南车车四四方方)株株洲洲变变流流技技术术国国家家工工程程研研究究中中心心(株株洲洲研研究究所所)牵牵引引动动力力国国家家重重点点实实验验室室(西西南南交交通通大大学学)高高速速列列车车系系统统集集成成国国家家工工程程实实验验室室(北北车车长长春春)株株洲洲变变流流技技术术国国家家工工程程研研究究中中心心(株株洲洲研研究究所所)轨轨道道交交通通安安全全与与控控制制国国家家重重点点实实验验室室(北北京京交交通通大大学学)高高速速铁铁路路建建造造技技术术国国家家工工程程实实验验室室(中中南南大大学学)轨轨道道交交通通运运行行控控制制系系统统国国家家工工程程研研究究中中心心(北北京京交交通通大大学学)高高速速铁铁路路系系统统试试验验国国家家工工程程实实验验室室(铁铁道道科科学学研研究究院院)国国家家轨轨道道交交通通电电气气化化与与自自动动化化工工程程技技术术研研究究中中心心(西西南南交交通通大大学学)陆陆地地交交通通灾灾害害防防治治技技术术国国家家工工程程实实验验室室(西西南南交交通通大大学学)机机车车和和动动车车组组牵牵引引与与控控制制国国家家重重点点实实验验室室(铁铁道道科科学学研研究究院院)11SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING汇报内容汇报内容汇报内容汇报内容v高速列车创新研究高速列车创新研究v轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台12SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v国务院总理温家宝在十一届全国人大一次会议上作政府工作报告时明确提出,要推进国家创新体系建设,重点建设一批国家实验室国家实验室依托基础好、实力强、水平高的研究型大学和科研院所,在现有国家重点实验室和其它相关实验室的基础上高起点建设,发展目标是规模较大、学科交叉、人才汇聚、管理创新的国际一流实验室13SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室牵引动力国家重点实验室2003年和2008年连续两次评为优秀国家重点实验室主持获得国家科技进步一等奖2项、二等奖2项,国家自然科学二等奖1项14SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室实验室定位实验室定位以高速列车为核心,开展高速列车动力学、高以高速列车为核心,开展高速列车动力学、高速轮轨关系、高速弓网关系和高速列车运行安全速轮轨关系、高速弓网关系和高速列车运行安全等的基础理论和应用基础理论研究。
等的基础理论和应用基础理论研究。
1515SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室实验室建设目标v以高速列车为核心,以高速列车系统动力学理论为基础,系统地掌握时速350公里及以上高速列车及其动态环境的基础理论,支撑支撑新一代新一代高速列车的自主创新高速列车的自主创新,抢占世界高速列车技术发展的制高点。
16一流的成果一流的平台一流的设备16SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室建设情况一期工程投资4.2亿元,其中铁道部出资3亿元,西南交通大学出资1.2亿元(不包括原国家重点实验室实验厂房、设备和数字化仿真平台研发大楼等实物资产)。
原有牵引动力国家重点实验室6700平米、科研大楼4200平米,新建基础研究实验厂房11000平米,数字化仿真平台研发大楼2800平米,研发和实验总面积达22700平米,远期规划新建20000平米综合研发大楼。
17SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v布局布局成都九里校区18SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v轨道交通国家实验室主园区19SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v新建试验厂房的设备布置三跨,150m60m预留区域20SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v设备布置21SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v高速列车数字化仿真平台(改造工程)22SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING汇报内容汇报内容汇报内容汇报内容v高速列车创新研究高速列车创新研究v轨道交通国家实验室轨道交通国家实验室v高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台23SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v总体建设思路总体建设思路大系统耦合大系统耦合轮轨耦耦合合关关系系弓弓网网耦耦合合关关系系流固耦合流固耦合关系关系机机电耦耦合关系合关系24SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v总体建设思路总体建设思路系统性系统性试验性试验性实践性实践性高高高高速速速速列列列列车车车车数字化仿真数字化仿真基础研究实验基础研究实验服役性能实验服役性能实验弓网关系弓网关系轮轨关系轮轨关系流固关系流固关系机电关系机电关系接触网接触网线路线路流场流场牵引供电牵引供电模模型型验验证证25SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台建设平台建设平台高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台高速列车服役性能研究实验平台高速列车服役性能研究实验平台高速列车数字化仿真平台高速列车数字化仿真平台设计制造运行基础基础服役服役仿真仿真26SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台I高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台27SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台I高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台
(1)机车车辆性能模拟实验系统机车车辆性能模拟实验系统600km/h600km/h机车车辆六轴滚动振动机车车辆六轴滚动振动试验台试验台多功能高速列车运行模拟实验台多功能高速列车运行模拟实验台高速列车综合舒适度试验平台高速列车综合舒适度试验平台机车车辆综合参数测试台机车车辆综合参数测试台28SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v600km/h600km/h机车车辆六轴滚动振动机车车辆六轴滚动振动试验台试验台机车车辆整车动力学试验机车车辆整车动力学试验机车动车整车牵引和电气制动性能试验机车动车整车牵引和电气制动性能试验速度速度600km/h轴功率轴功率1800kW轨道不平顺模拟轨道不平顺模拟滚动滚动+振动振动世界第一29SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v多功能高速列车运行模拟实验台多功能高速列车运行模拟实验台运行模拟运行模拟雨、雪、风环境模拟雨、雪、风环境模拟隧道通过模拟;隧道通过模拟;会车模拟会车模拟地震模拟地震模拟脱轨模拟脱轨模拟0.0510大气压模拟大气压模拟独一无二缩尺比:
缩尺比:
1/10速度:
速度:
400km/h装置长:
装置长:
140m30SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v高速列车综合舒适度试验平台高速列车综合舒适度试验平台综合舒适度综合舒适度振动振动温度温度压力压力噪声噪声湿度湿度照度照度客室布置客室布置多媒体多媒体物理指标物理指标生理指标生理指标心理指标心理指标独一无二31SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v机车车辆综合参数测试台机车车辆综合参数测试台v轮重:
最大轮重为15吨。
v悬挂参数:
一系纵、横向刚度,二系纵、横向刚度,回转摩擦力矩v质量参数:
车体、转向架、轮对测定其质量、质心位置及转动惯量功能最多32SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台I高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台
(2)轮轨关系实验系统轮轨关系实验系统高速轮轨摩擦磨损试验台高速轮轨摩擦磨损试验台轮轨滚动行为模拟试验台轮轨滚动行为模拟试验台车车-线耦合关系试验台线耦合关系试验台脱轨机理脱轨机理试验台试验台轮轨接触表面摩擦磨损接触疲劳蠕滑黏着脱轨机制车线耦合作用结构参数结构疲劳振动传递服役变化机理机制匹配性能33SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v高速轮轨摩擦磨损试验台高速轮轨摩擦磨损试验台功能功能模拟不同轮轨型面、材料和硬度匹配接触黏着模拟摩擦磨损接触疲劳v模拟比:
1:
3v模拟速度:
350km/hv模拟车轮轮直径;400mm34SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v轮轨滚动行为模拟试验台轮轨滚动行为模拟试验台接触应力+弯曲应力模拟不同轮轨型面、材料和硬度匹配模拟比:
1:
3模拟速度:
380km/h模拟轨道直径;3m独一无二35SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v车车-线耦合关系试验台线耦合关系试验台(长72.5m实尺轨道)轨道型式:
双块式无砟轨道8.125m型板式无砟轨道15.096m型板式无砟轨道15.6m型板式无砟轨道16.35m浮置板轨道9.1m有砟轨道8.229m轨道品种最多的试验段36SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v脱轨脱轨试验台试验台(长120m轨道)模拟脱轨过程模拟脱轨过程偏重、冲角、横向力模拟速度:
35km/h独一无二37SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台I高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台(3)弓网关系实验系统弓网关系实验系统弓网动力学性弓网动力学性弓网动力学性弓网动力学性能能能能弓网材料弓网材料弓网材料弓网材料匹配匹配匹配匹配弓网电气弓网电气弓网电气弓网电气性能性能性能性能弓网系统动力学性弓网系统动力学性能模拟试验台能模拟试验台弓网电接触弓网电接触特性试验台特性试验台弓网载流摩擦磨损弓网载流摩擦磨损机理试验台机理试验台实验室实验室38SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v弓网系统动力学性能模拟试验台弓网系统动力学性能模拟试验台功能:
功能:
受电弓运行模拟受电弓运行模拟受电弓动静特性受电弓动静特性受电弓耐久性受电弓耐久性模拟模拟车顶运动车顶运动接触线横向拉出接触线横向拉出接触网振动模拟接触网振动模拟世界原创英国机械工程师学会英国机械工程师学会英国机械工程师学会英国机械工程师学会半实物半虚拟混合模拟半实物半虚拟混合模拟半实物半虚拟混合模拟半实物半虚拟混合模拟39SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v弓网载流摩擦磨损机理试验台弓网载流摩擦磨损机理试验台v功能:
功能:
弓网载流摩擦磨损特性研究弓网载流摩擦磨损特性研究弓网电接触特性研究弓网电接触特性研究(电阻、温升、熔焊等)(电阻、温升、熔焊等)电弧形成机理研究电弧形成机理研究电磁场分布研究电磁场分布研究大电流:
大电流:
1500V1000A高电压:
高电压:
27kV速度:
速度:
350km/h,380km/h转盘:
转盘:
1.1m,3m1.1m3.0m40SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v弓网受流电接触特性试验台弓网受流电接触特性试验台功能:
功能:
弓网动态相互作用性能试验弓网动态相互作用性能试验电接触试验性能试验电接触试验性能试验悬挂方式:
弹性链形悬挂;悬挂方式:
弹性链形悬挂;线索型号:
线索型号:
JTMH120+CTMH150张力组合张力组合:
23kN+28.5kN41SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台I高速列车基础研究试验平台高速列车基础研究试验平台(4)结构振动和可靠性实验系统结构振动和可靠性实验系统42SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v车体疲劳试验台车体疲劳试验台加载方式加载方式激振惯性加载激振惯性加载集中点加载集中点加载纵向拉压纵向拉压侧墙拉压侧墙拉压车内载荷车内载荷气密疲劳加载气密疲劳加载复合加载世界首创43SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v构架疲劳试验台构架疲劳试验台加载方式加载方式24以上通道作动器以上通道作动器(50t4,25t4,10t10,5t6。
行程。
行程100mm,频率,频率30Hz)滚动高频滚动加载滚动高频滚动加载实现服役状态模拟44SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台高速列车创新研究平台v轮对疲劳试验台轮对疲劳试验台功能要求功能要求轮对疲劳强度轮对疲劳强度车轮车轮/车轴疲劳强度车轴疲劳强度轮轨表面状态失效轮轨表面状态失效轮轨表面冲击轮轨表面冲击黏着特性测定黏着特性测定复杂程度世界第一八通道加载45SELF-ASSESSMENTREPORTFORTHEASSESSMENTOFUNDERGRADUATETEACHING高速列车创新研究平
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