机车车辆整车滚动振动试验台

类别：国家科技进步奖
等级：一等奖
授予单位：中华人民共和国科学技术部
授予时间：1999年
完成单位：西南交通大学
研究人员：沈志云*、张卫华*、周文祥*、马世骏、吴学杰*、林建辉*、陈良麒*、陈建政*、曾京*、夏永承、郑朝阳*、连级三、金学松*、黄丽湘*、戴焕云*
成果内容：
  由西南交通大学牵引动力国家重点实验室研制的机车车辆整车滚动振动试验台，是目前世界上仅有的两台具有左右滚轮独立激振的滚、振结合试验台之一。采用先进滚动、振动相结合的试验台设计方案，并实现难度较大的垂向、横向和滚动三维运动的精确藕合。由于只有将滚动、振动结合起来，该试验台才能动态模拟机车车辆线路运行情况，直接为提高我国机车车辆研究开发能力服务。滚动振动试验台实际上就是列车/线路模拟器，通过试验台建立起真尺寸全参数，能模拟线路运行工况的动态环境，用作铁路高速、重载新型机车车辆研制的有力工具和进行与轮轨滚动接触力学相关的基础性研究手段，达到使我国机车车辆研究开发水平进入国际先进行列和在轮轨理论研究上取得国际突破性进展的目的。
    在本大型试验台的研制中，课题组大胆采用了许多先进技术，如：数字化控制液压激振系统；全数字化的驱动控制，电同步率可达到99%；具备远参数控制功能，可实现随机波的再现；落地式布置，可进行多节成组车试验及改装成轮轨基础性研究试验台；整体钢筋混凝土基础，吸振能力好，工作频率范围大（0-30Hz）。这些技术的开发应用，使本试验台的整体技术性能达到国际先进，部分技术处于国际领先水平。与此同时，课题组在试验台的运用方面坚持不断创新：a）应用随机波再现技术，研究开发了本试验台独有的轨道不平顺谱反演技术；b）高维强非线性系统稳定性理论同整车全参数模拟试验相结合，创造出机车车辆试验判稳新方法；c）利用本试验台加装真实轮对的轮轨试验装置，在国内外首次采用全尺寸模型来研究轮轨关系。
    研制新型机车车辆的关键在于试验手段。试验台试验具有线路试验所不具备的条件和优势，如设置高速运行等极限运行工况，进行单参数研究，进行方案比较和参数优化，十分容易进行部件运动状况的观察和检测等。试验台试验克服了线路试验的不足，它对于机车车辆研制过程中的中间调试，改善和优化机车车辆的性能，发挥着越来越重要的作用。滚动振动试验台自1995年建成以来，利用该试验台先后承担了国家自然科学基金重点和一般项目、国家重点科技攻关项目、国家教委基金项目及铁道部科技发展计划项目等40余项，开展一系列提速和高速机车车辆新产品的试验研究和轮轨关系基础理论的试验研究。
    我国铁路机车车辆的发展以自我研究开发为主。机车车辆整车滚动振动试验台的研制成功，使我国机车车辆自主研究开发的能力大大提高，加速了我国新型高速、重载机车车辆的研制速度，提高了机车车辆性能。滚动振动试验台为我国铁路客运提速，货车的重载、快速运输，以及200～300km/h高速机车车辆的研制作出了重要贡献。