机械结构设计方向(高速列车行车安全可靠性研究)
内容
本实习项目主要介绍高速列车运行过程中,车辆响应和轮轨结构可靠性研
究,主要分以下几个部分:
(1) 讲述高铁列车和磁悬浮列车的基本结构和原理,梳理高速列车当前
研究中的重点方向,以及动力学问题和轮轨结构可靠性的分析方法;对研究中
用到的理论和工具进行简单介绍,主要理论知识有结构动力学、数值积分、计
算编程基本知识,主要工具包括Matlab、Simpack、ABAQUS 等;
(2)专题一:轨道车辆动态响应仿真
介绍目前结构动力学领域微分方程数值积分的常用方法-Runge-Kutta 法;
依据实际列车结构,推导建立高速轨道列车模型的振动控制方程;组织学员完
成基于Runge-Kutta 法的车辆动态响应仿真。介绍车辆动力学常用软件
Simpack,采用Simpack 软件,模拟轮对、转向架和车辆的动态响应情况。
(3)专题二:轮轨系统多轴应力仿真
轮轨系统是轨道车辆安全可靠性的关键环节,有限单元思想和目前业内应
用广泛的两款计算软件,ANSYS 和ABAQUS。然后采用ABAQUS 有限元软
件,模拟简单悬臂梁、铰接结构和轮轨表面接触应力。
师资背景
教师就职于知名研究所和大学,博士,助理研究员,中国力学学会会员,Vehicle System
Dynamics、Acta Mechanica Sinica 等期刊审稿专家。发表SCI 及EI 论文10 余篇,软件著作
权8 项。主要研究方向为:高速列车动力学与结构可靠性。主持和参与多项国家973、国家
十三五重点研发项目、大型企业委托开发项目,主要主持或参与相关项目有:时速500 公里
高速列车关键力学问题研究、高速磁浮关键技术研究、高速列车长时间服役安全可靠性研
究。
招生对象及要求
优秀高中生,计划申请机械及自动化专业、车辆工程、航空航天、机械设
计等相关专业,为了让学生可以更好的完成科研项目,项目组会学生进行筛
选。
项目难度:★★☆,报名建议:对物理和数学感兴趣的同学。
预习资料:车辆动力学文献、SIMPACK 和MATLAB 软件学习资料、轮轨
关系文献、有限单元法学习资料等。
行程安排
Step1:远程项目指导:项目开始前2 周—1 个月组成学习讨论群,项目导师
及助教随时为同学们答疑解惑,介绍项目背景,发放预习资料(包括相关文献
及需要掌握的软件技能等),专业问题请教专业导师,行程安排请教贴身助
教;
Step2:项目集中进行时:专业大咖导师面对面授课指导,研讨国际当下热点
问题及领域发展方向,引领同学们完成一个领域前沿定值科研项目,充分发挥
每位同学的科研精神和探索能力,爱上科研不是梦;
Step3:远程项目指导:项目结束后2 周—1 个月,延展性问题随时请教导
师,完成项目总结,撰写详细的总结报告,梳理项目内容,思考后续发展方
向。
科研营日程安排:
第一阶段(远程指导):1.15-1.29:组成学习讨论群,发放预习资料,项目导
师及助教随时为同学们答疑解惑;
第二阶段(实地科研):1.30-2.5:科研营实地阶段,大咖导师全程面授指导;
第三阶段(远程总结):2.6-2.20:总结项目收获及最终成果,完成科研报告。