点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:李强:用一生坚守,护高铁隐形脊梁
首页> 科技频道> 科技人物 > 正文

李强:用一生坚守,护高铁隐形脊梁

来源:中国科学报2026-06-15 15:56

  本报记者 陈彬

  高铁的车轮不能像汽车那样左右摆动,它们是怎样转弯的?相信很多人在乘坐高铁时,都会有这样一个疑问。

  这个问题的答案在于一个叫作“转向架”的结构。

  “转向架就像一个带轮子的‘底盘’。”北京交通大学机电学院教授、高速动车组结构可靠性行业重点实验室主任李强介绍,该结构一般被安装在车体底部,它既要支撑车体以及其内部乘客或货物的重量,又要借助其相对车体可以回转的特性,帮助机车车辆顺利过弯。

  作为铁路机车车辆的重要组成部分,转向架很少为人所知,但它的结构可靠性却承担着保障机车车辆安全运行的重要使命。这一点有些像李强——从事科研工作几十年,李强同样习惯于“低调”行事,但他却通过对转向架乃至整个轨道车辆结构可靠性的研究,默默保护着高铁动车在祖国大地上平稳、安全地驰骋。

  不久前,凭借在轨道交通安全领域的重要贡献,李强获得了2026北京市“最美科技工作者”称号。北京市“最美科技工作者”由北京市科协联合市委宣传部等部门遴选产生。

  李强

  “这个方向是正确的”

  对于转向架构架的结构疲劳可靠性对轨道车辆运行安全的作用,我国曾经历过一个逐渐认识的过程。

  20世纪90年代之前,国内火车的时速普遍只有几十公里。在低速环境下,转向架受到的冲击力度并不大,其疲劳问题也不明显。但随着铁路技术的发展,我国在1996年迎来了第一次铁路大提速。

  “那时,国内火车的时速从几十公里一下子提到了一百多公里。”李强回忆说,速度的提升会大幅度增加轮轨的磨损以及转向架构架金属的疲劳程度,但当时国内轨道交通领域对此并没有完全意识到。

  然而,风险却不会因为人们的忽视而迟到。事实上,就在“大提速”后的不到3个月,某列提速客车的转向架构架便出现了疲劳裂缝,幸亏发现及时,否则后果不堪设想。

  正是在这一年,李强拿到了北京交通大学机电学院的首个博士学位。

  李强本是力学专业出身,硕士毕业并工作多年后,他决定重新读博,而他所在的团队,所从事的正是轨道车辆结构可靠性的研究。

  “彼时,我们已经意识到提速会给轨道车辆结构带来风险,而那次事故隐患的发现,以及此后我国对所有轨道车辆结构安全的大检查,让我们再次确认这个方向是正确的。”李强回忆说。

  此后,他的工作便再没有离开过这个方向——从先后五次铁路大提速到“和谐号”“复兴号”的飞驰,从重载货车到城市地铁,李强完整经历了我国轨道交通的所有“大事”。

  在此过程中,他带领北京交通大学轨道车辆结构可靠性研究团队,结合我国铁路装备技术从追赶到引领的发展需要,系统开展了机、客、货及动车组的结构疲劳可靠性评估与结构改进工作。

  “不夸张地说,国内几乎所有时速超过200公里的高速铁路机车的转向架,都经过了我们试验检测与疲劳可靠性评估。”说出这句话时,李强的语气中满是骄傲。

  “见过猪跑的”赢了“吃过猪肉的”

  在我国,高铁技术革新走的是一条“引进—消化—吸收—再创新”的路子,这就决定了在起步阶段,李强团队少不了和国外企业打交道。

  “最初,我们引进的是德国、日本、法国等高铁建设强国的技术装备,但这些装备是否适应我国的铁路运营环境,甚至其自身质量是否符合标准规定,任何人都不能给出明确答案,需要我们通过线路实测进行验证。”李强说。

  然而,彼时国内的相关技术水平相较国外仍有不小差距,用李强的话说,“人家是吃过猪肉的,我们却只见过猪跑。在这种情况下进行设备检测,心里总是有些发虚”。

  然而,这并不意味着评估检测工作可以有一丝一毫的马虎。

  2008年前后,我国引进了一套德国工业巨头西门子公司的高铁动车组装备及其技术。李强团队在对该型动车组进行仔细检测和评估后,断定其转向架的电机吊架在结构上存在安全隐患,这将导致设备不足以支撑其稳定行驶至设计寿命年限。随即,他们向西门子公司提供了检测结果以及相关的结构改进意见。

  然而,彼时的西门子公司对此并不以为然,毕竟“在他们眼里,我们就像小学生一样”。然而,当机车行驶120万公里,按规定回厂作例行检查时,他们却吃惊地发现,那些中国同行提出的问题确实存在。而更令他们震惊的是,当他们着手解决相关问题时,发现李强团队给出的解决方案更具可行性。

  “那是我们和国际巨头们的第一次‘正面交锋’。”李强说。

  此后,这样的“交锋”还有过多次,除西门子外,还包括法国工业巨头阿尔斯通,而这些交锋的最终结果,无一例外都是我国获胜。

  这一“战果”的背后,是李强及其团队成员的几十年如一日的刻苦攻关。

  “高速列车的结构安全问题关乎国家的尊严和人民的安全,是一丝一毫都不能马虎的事情。”李强告诉《中国科学报》,为了获得最真实的载荷数据,他们仅针对高速动车组的追踪测试里程就达到数百万公里。其间,他们不但积累了海量的数据,更通过一遍遍耐心细致的计算与复核,大海捞针般发现了一个个潜在的风险点。正是这种一丝不苟的严谨,数次将重大安全隐患消弭于无形。

  跨过一个挑战,再迎接下一个

  传统的转向架检测有些像“守株待兔”——只有当相关结构参数已经形成,甚至已经形成样车后,检测团队才能依据现有数据进行检测。能不能将这一过程“翻转”,即根据未来机车车辆的载荷、需要的强度和耐久度,反向推导出合适的设计参数?

  这就涉及到李强团队的另一项重要工作——“载荷谱”的研究。

  “载荷谱就是高铁关键结构的‘疲劳日记’。”李强说,通过在列车上装传感器,像戴手环一样实时记录它每时每刻承受的力。这样,设计师不再是“估计”结构能扛多久,而是能精准算出它什么时候需要体检、什么时候该退休。靠着这套技术,未来的高铁就能跑得更快,也跑得更安全。

  在2000年前后,我国铁路货车、提速客车均没有自主实测的载荷谱,转向架设计主要照搬欧美标准,这显然不符合国内轨道路况。为弥补这一短板,李强带领团队在全国各干线铁路装车布传感器,通过实车线路运行测试获取应力、载荷数据,编制了国内第一代提速客车、重载货车转向架实测载荷谱。

  在高铁时代,他们不仅率先在国际上开展了高速列车转向架构架损伤一致性载荷谱研究,提出了载荷谱建立方法与损伤一致性准则,并成功应用于“复兴号”高铁的研发与试验中,还首次构建了覆盖350公里/小时运营速度的转向架构架服役载荷谱,实现了关键结构部件载荷的精确表征和服役寿命的准确评估。

  这些工作对“复兴号”动车组的设计寿命提高50%起到了巨大作用,更为我国时速400公里高速动车组研制提供了基础数据。

  如今,李强团队还在为我国400公里时速高铁的设计工作而努力钻研。“高铁的行驶速度越快,对于转向架等结构的轻量化要求也就越高,而轻量化的提升往往意味着结构强度的下降,这是一对矛盾。我们要做的就是找到它们的最佳平衡点。”李强说。

  这项工作显然并不容易,好在经历了我国铁路从几十公里时速到400公里时速的沧桑巨变后,李强和他的团队对于“啃硬骨头”这件事已经有了足够信心,正如李强所言,“做科研不就是跨过一个挑战,再迎接下一个挑战吗?”

[ 责编:王若昕 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 上海举行普通高校招生志愿填报现场咨询会

  • “汉语桥”比赛在多国举行 增进文化理解与民心相通

独家策划

推荐阅读
随着人工智能技术的不断突破和应用场景的加速拓展,AI相关领域人才需求攀升将成为未来较长一段时间内劳动力需求的重要趋势特征。企业作为劳动力市场的需求主体,也应主动应对AI技术变革,推动内部数字化转型,提升生产效率。
2026-06-15 09:17
智能经济带来的技术提升,不是对传统产业的简单替代,而是通过“人工智能+”行动实现全方位赋能。面对全球人工智能治理规则正在形成的窗口期,我国既要在技术上对标一流,更应在治理上贡献智慧,助力全球AI治理变革。
2026-06-15 09:16
过了芒种,在河南省获嘉县照镜镇樊庄村,村民宋其文家里的麦田已开镰,但他不慌不忙,心里稳得很。宋其文感受到的智慧灌溉来源于水肥一体机搭载的作物高效用水智能决策系统,在那里,天空地数据持续搜集,不断优化生成实时灌溉决策方案。
2026-06-15 09:16
在率先落地的机器人、数字人营业性演出场景中,符合条件的经营主体可将机器人、数字人作为演职人员纳入管理范畴。”  北京经开区有关负责人表示,下一步将持续优化试点流程、稳步扩大试点范围,做到放而不乱、管而有序、服务到位,全力扶持新业态、培育新主体、壮大新产业。
2026-06-15 09:15
6月14日,国家防总办公室、应急管理部组织自然资源部、住房城乡建设部、交通运输部、水利部、中国气象局等多部门联合会商,研判近期降雨发展趋势,研究部署重点地区防汛工作。
2026-06-15 09:13
在“环保智慧大脑”的加持下,河南省重点环境问题平均存续时间从17.4小时压缩至1.09小时,生态环境监管能力显著提升。近年来,河南省生态环境厅坚持科技创新驱动、智慧化引领,生态环境监管进入全流程智能化监测、执法、应急处置的数智化时代,环境治理格局正在重塑。
2026-06-15 09:13
据英国《自然》网站9日报道,美国生命生物科学公司当天宣布,首次通过细胞“部分重编程”疗法,尝试让一名青光眼患者眼部受损的衰老细胞“返老还童”。
2026-06-12 09:32
一项发表于《科学》杂志的最新研究,绘制了首张全球菌根真菌“地下网络”分布图。这是继去年《自然》杂志发表菌根真菌多样性全球分析之后,科学家首次实现对其物理密度的全球可视化。
2026-06-12 09:29
斯坦福大学数学家贾里德·杜克尔·利希特曼在社交平台X上将这种现象类比为国际象棋中的“非常规开局”,认为AI有时能跳出人类长期形成的“审美与惯例”。
2026-06-12 09:28
在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上,哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前,围满了参观者。
2026-06-12 09:27
如今,智谱的大模型已经成为全球众多顶级云服务商和知名编程平台的“默认选项”之一,深受海外开发者的欢迎。如果说智谱代表了AI通用大模型在信息空间的实力,那么北京科学智能研究院则展示了AI征服物理和微观世界的强大力量。
2026-06-12 09:26
“在洞窟里,把冷光灯打开,面对着千年壁画的那一刻,所有的烦恼都会瞬间远离,觉得能近距离接触如此杰出的艺术品,是很震撼、很幸运又很幸福的事。遵循这一“笨规矩”,于宗仁组织完成了莫高窟与甘肃省内外多处壁画彩塑保护方案与实施工作,例如莫高窟千像塔彩塑保护修复、莫高窟第196窟壁画彩塑保护修复,以及麦积山石窟部分洞窟的塑像壁画保护修缮等。
2026-06-11 10:23
国际科技出版机构施普林格·自然10日发布的自然指数2026科研领导者榜单显示,中国继续保持全球第一,2024年至2025年科研产出增长22.4%,是全球十强中唯一实现两位数增长的国家。机构表现方面,自然指数显示,中国科学院整体排名位列榜首,在除健康科学和社会科学以外的5个学科领域位居第一。
2026-06-11 10:23
量子传感是一种利用量子效应进行高精度测量的新技术。量子传感可通过增加粒子数量来提高传感性能,然而这面临一个重要挑战——量子热化。“这不仅深化了人们对量子热化这一基础科学问题的认识,也为发展新一代高灵敏度量子传感器提供了新的思路。
2026-06-11 10:23
扎根智能制造一线,很多像马遵农一样的年轻人用技术创新护航制造业转型升级。如今,基于模型的系统工程等方法已应用于飞机制造的各个环节,新工艺的研发更高效、更精准、更节约。
2026-06-11 10:23
阶段扩建,计划新增一个综合舱段,让空间站整体构型从“T”字变为“十”字。从初具规模的三舱组合,到不断扩容升级,中国空间站的成长,是中国载人航天稳步发展的缩影。
2026-06-11 10:23
6月9日16时23分,朱雀二号改进型遥六运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。
2026-06-10 09:57
6月8日,火烈鸟在盐湖湿地嬉戏,成为一道亮丽风景线。
2026-06-10 09:57
日前,长江干线首个“复式航道”在安徽土桥水道和大通水道试运行,预计每日分流200余艘上行浅吃水船舶。
2026-06-10 09:52
近年,智能除锈凝胶与高相容性的新型加固材料的研发与成功应用,分别为脆弱青铜器无损清除锈蚀病害与矿化层加固提供了创新方法。
2026-06-10 09:51
加载更多