国家重点基础研究计划（973）项目——高速列车安全服役关键基础问题研究...（No.2007CB714700）

　　铁路是国家的重要基础设施和国民经济的大动脉。为实现我国铁路的跨越式发展，满足国民经济发展的需要，国务院已经批准11条高速客运专线的建设。到2020年，我国高速客运专线将达到12 000公里，约是当今世界高速铁路总里程的2倍，其中到2010年将修建7 000公里，包括京沪高速铁路的建成，我国将成为世界高速铁路的大国。然而，高速铁路的安全服役是高速铁路建成并运行后所要面对的最重要问题。

　　安全服役是高速列车运行的根本要求，脱轨是高速列车运行最严重的安全事故，也是最终的表现形式。然而，脱轨事故除了源于轮轨关系不当和车辆自身问题外，更多的安全事故是由于复杂的材料失效、结构损伤、参数和性能蜕化引起的，当然还有自然灾害和人为因素所诱发的脱轨事故。因此，高速列车的安全服役问题的研究，除了要研究与脱轨机理相关的科学问题以外，还要研究高速列车与线路、弓网和环境相耦合的系统动态行为，以及和安全密切相关的失效问题。因此本项目围绕“高速轮轨系统的动态行为与性能演变规律”、“复杂运动和多场作用下结构复合失效机制与相互作用规律”、“高速脱轨机理及其边界特性的影响规律”三个基础科学问题，针对高速列车中不同相对运动方式所引发的不同失效模式，开展以下六个课题的研究：
1） 轮轨系统的动态行为与性能演变规律
2） 高速轮轨滚动失效机制及优化匹配
3） 高速弓网载流滑动失效机制与材料设计
4） 多模式耦合复杂微动失效机制及防护
5） 复杂载荷下金属材料的超高周(Gigacycle)疲劳损伤机理及寿命预测
6） 高速脱轨机理及控制

　　西南交通大学主持的973项目，为国家重大基础研究项目，项目名称为：“高速列车安全服役关键基础问题研究（2007CB714700）”。主要以高速列车运行安全性为突破点，通过建立高速铁路混合复杂系统的服役表征模型和表征方法，揭示和掌握高速列车的动态行为；揭示多场耦合作用下轮轨、弓网和构架等关键材料在不同运动方式下的失效规律及机制；建立材料失效、结构损伤、参数和性能蜕变等广义失效模型，实现高速列车的安全服役模拟；以此掌握材料、结构、参数和性能等广义失效的相互作用机制，建立失效链及其表征方法；探明高速列车脱轨机理，建立线路和弓网状况及风和地震等环境因素对高速列车运行安全的影响规律；探索列车运行安全预防方法，研制车载脱轨预警装置。通过改变材料的界面特性，来减轻和避免滚滑表面的摩擦磨损和紧配合面的微动失效；通过优化高速铁路的系统参数和结构，改善材料服役工况，从而减轻广义失效，提高结构可靠性、材料稳定性和列车运行安全性。
　　通过该重大基础研究项目的支持，可以培养一支以高速铁路核心技术为研究背景的科研团队，产生一批具有国际影响的中青年学术专家和具有自我创新能力的高水平骨干人才，成为铁路前沿基础科学的重要研究基地，为我国高速铁路的建设和高速列车的安全运行提供强有力的理论支持和技术保障。