從普速鐵路到高速鐵路，從引進(jìn)消化吸收到自主創(chuàng)新，西南交通大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)一直帶著雄心與熱忱走在前列。由西南交通大學(xué)翟婉明院士領(lǐng)銜的軌道交通系統(tǒng)動力學(xué)教師團(tuán)隊(duì)是其中典范，他們懷著交通強(qiáng)國的使命感，做到個人成長與國家發(fā)展的同頻共振；他們帶著經(jīng)世致用的務(wù)實(shí)精神，立志成為軌道交通領(lǐng)域的“科研發(fā)動機(jī)”。
助推全國鐵路6次大提速
截至2021年底，高鐵運(yùn)營里程突破4萬公里，快速、便捷、安全的高鐵已成為人們出行的主要工具之一。高鐵事業(yè)飛速發(fā)展的背后,是無數(shù)科研工作者的辛勤奮戰(zhàn)和攻堅克難，這其中，翟婉明院士帶領(lǐng)的西南交通大學(xué)軌道交通系統(tǒng)動力學(xué)教師團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)突出。
1981年，剛考上西南交通大學(xué)的翟婉明乘火車趕赴學(xué)校，但大雨使寶成鐵路一段路基塌方。翟婉明只好繞道，輾轉(zhuǎn)三天，才從老家江蘇靖江趕到位于四川峨眉山的學(xué)校。這一經(jīng)歷讓他心底萌發(fā)了改變鐵路落后面貌的想法。
20世紀(jì)90年代初，我國鐵路技術(shù)還相當(dāng)落后，列車運(yùn)行速度亟待提高。還在攻讀博士的翟婉明，提出了一個在世界上還是空白的理論設(shè)想，即后來名噪業(yè)內(nèi)的“車輛-軌道耦合動力學(xué)”構(gòu)想。圍繞這個理論設(shè)想，翟婉明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一頭扎進(jìn)漫長而充滿未知的科學(xué)研究。
那時的計算機(jī)運(yùn)行速度太慢，研究并不順利，翟婉明甚至通宵計算，將能夠用上的經(jīng)典算法都試了一遍，卻連一個可用的數(shù)據(jù)都算不出來。“從設(shè)備上無法解決計算量的問題，那就從計算方法來解決。”一年以后，翟婉明創(chuàng)造出一種全新的計算方法，不僅計算速度更快，還可以在微機(jī)上完成龐大的計算量，這讓翟婉明在車輛—軌道耦合動力學(xué)上的研究設(shè)想成為可能。
后來，翟婉明首創(chuàng)的“車輛－軌道耦合動力學(xué)”這一全新理論體系，其模型與算法在國際上被稱為“翟模型”和“翟方法”，得到廣泛采用，實(shí)現(xiàn)了他“以人名字命名定理”的夢想。基于該理論，翟婉明提出了機(jī)車車輛與線路最佳匹配設(shè)計原理及方法，成為國內(nèi)外鐵路工程動力學(xué)領(lǐng)域普遍采用的方法，被成功應(yīng)用于我國鐵路提速和高速鐵路的幾十個重點(diǎn)工程中，助推全國鐵路6次提速及高速化發(fā)展。
需要什么就融合什么
如何在列車提速的同時，保證安全性與平穩(wěn)性？解決車輛與軌道之間的動力關(guān)系是關(guān)鍵。車速越高，對線路平整性的要求就越高，兩者之間要達(dá)成一個系統(tǒng)的優(yōu)化匹配，才能實(shí)現(xiàn)列車的安全、高速、平穩(wěn)運(yùn)行。把車輛和軌道割裂開來研究是行不通的，翟婉明當(dāng)時就由此提出了車輛－軌道耦合的構(gòu)想。
需要什么就融合什么，在這支軌道交通領(lǐng)域跨學(xué)科教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)中，有來自土木、機(jī)械、車輛、軌道、橋梁等不同專業(yè)背景的研究員，大家各有專攻，技術(shù)互補(bǔ)又同頻共振。
研究鐵路機(jī)車驅(qū)動及傳動系統(tǒng)動力學(xué)的陳再剛，填補(bǔ)了團(tuán)隊(duì)在機(jī)車牽引動力方向的空缺，他所攻堅的是作為機(jī)車“心臟與動脈”的牽引電機(jī)、齒輪傳動、軸承等動力驅(qū)動與傳動關(guān)鍵零部件動態(tài)性能，越是高精度零部件越是在細(xì)微之處見真章。
陳再剛的工作一方面是“防患于未然”，用動態(tài)設(shè)計代替靜態(tài)設(shè)計，提高關(guān)鍵零部件與整機(jī)之間的適配度，最大限度提高性能和延長服役壽命；另一方面是“除患于已然”，研制高精度的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，及時對關(guān)鍵零部件進(jìn)行智能故障診斷，保障列車服役安全。
從基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新到讓列車運(yùn)行更快速、更安全、更平穩(wěn)，再到車輛與軌道的自動化、智能化設(shè)計以及越來越高的經(jīng)濟(jì)環(huán)保要求，團(tuán)隊(duì)學(xué)科交叉融合越來越多元，并形成合力解決系統(tǒng)性問題。
給學(xué)生“真問題”和“真關(guān)心”
1989年，在西南交通大學(xué)，沈志云教授主持籌建了牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成功研制了機(jī)車車輛整車滾動振動試驗(yàn)臺，對高速鐵路進(jìn)行基礎(chǔ)性前瞻性研究。1994年，軌道交通系統(tǒng)動力學(xué)教師團(tuán)隊(duì)成立，繼續(xù)為軌道交通事業(yè)貢獻(xiàn)團(tuán)隊(duì)智慧并致力于引領(lǐng)學(xué)生成長成才。
“翟老師對我們要求嚴(yán)格，他希望我們能多花一些時間去得出一些真正好的成果，而不是去追求一些短平快的研究。”曲帥是翟婉明2018級的直博生，他描述中的翟婉明既親切又嚴(yán)格，榮譽(yù)等身卻矢志科研，幾十年如一日高強(qiáng)度工作，成為一代又一代學(xué)生的表率。“嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、嚴(yán)格要求”是西南交通大學(xué)一直以來的教學(xué)傳統(tǒng)，在軌道交通系統(tǒng)動力學(xué)教師團(tuán)隊(duì)更是如此。大到研究項(xiàng)目的方向選擇，小到學(xué)術(shù)論文的標(biāo)點(diǎn)格式，“嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真”的態(tài)度貫穿始終。
趙春發(fā)1995年成為西南交通大學(xué)的一名碩士研究生，并于1999年進(jìn)入翟婉明院士團(tuán)隊(duì)攻讀博士，現(xiàn)為牽引動力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室列車與線路研究所副所長。他在談及引導(dǎo)學(xué)生時說：“一方面，要向?qū)W生提出‘真問題’，這個問題一定是一個真工程問題、真科學(xué)問題，他的研究才有現(xiàn)實(shí)意義；另一方面要給予學(xué)生‘真關(guān)心’，既體現(xiàn)在困惑時的指點(diǎn)、怠惰時的提醒、落后時的幫助，也體現(xiàn)在因材施教，根據(jù)學(xué)生科研能力不同，布置不同層次的任務(wù)，呵護(hù)學(xué)生對科研探索的熱情。”
30年來，這個團(tuán)隊(duì)不變的是嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和科研報國的追求，不斷改變的是教學(xué)方法的優(yōu)化和教學(xué)資源的充實(shí)。目前，該團(tuán)隊(duì)已為國家培養(yǎng)碩博士兩百余名，許多已成長為鐵路設(shè)計部門負(fù)責(zé)人和軌道交通領(lǐng)域知名專家。
