中南大学等实现国内首次大型构件深部残余应力场中子无损精确测量

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近日，中国原子能科学研究院、中南大学与中国钢研科技集团有限公司依托中国先进研究堆（CARR）工程科学应力谱仪，在国内首次采用中子无损探测手段，成功获得了总重逾400公斤、直径近1米的高铁列车全尺寸钢铁车轮的三维深部残余应力场的准确分布，探测厚度达41.8毫米，实现我国大型构件深部残余应力场中子无损精确测量“零”的突破。这标志着我国中子残余应力表征技术达到国际先进水平，能够满足工程应力测量的重大需求。

在工程科学应力谱仪上对高铁车轮进行测量

       高铁列车车轮在高速运行时将承受极大的外载荷，对车轮全寿命周期、深部残余应力场进行准确评估，对于保障高铁安全、可靠运行至关重要。本次探测研究成果将为提高高铁车轮的服役性能、新型号产品研发提供重要基础数据，从而助推国产车轮自主化研发进程及其应用推广。
       据悉，应用于本次测量的中国先进研究堆（CARR）工程科学应力谱仪由我校钟掘院士率中南大学和中国原子能科学研究院团队共同研制成功，曾在2021年以成绩“优”通过国家自然科学基金委验收。中南大学团队完成了该谱仪大承载样品台架与精确定位系统、工程服役环境系统、中子-机电装备集成协调控制系统、中子衍射应力分析基础数据库、谱仪控制软件平台和应力分析计算软件平台的研制，这是其首次针对大尺寸、高重量真实部件完成的实战测量。


       文章来源：中南大学
       钟掘，女，汉族，1936年9月出生，河北省献县人，中共党员，1960年毕业于北京钢铁学院。主要社会兼职有教育部科技委主任；国家科技奖评审委员会委员；国家自然科学基金工程与材料学部咨询委员会委员；国家科技部973顾问专家；清华大学摩擦学国家重点实验室学术委员会主任；上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室学术委员会主任；华中数字化制造国家重点实验室学术委员会主任。长期从事高性能材料强场制造、复杂机电装备设计与控制等领域研究工作，主持财政部产业技术跃升计划项目、国家973项目、国家重大科技攻关、国家自然科学基金重大与重点项目、国防预研等项目50余项，取得了一系列重要科技成果：提出了“极端制造”、“和谐制造”的学术思想，确定了其基本内涵和主要研究方向。提出了铝合金电磁场铸轧和快凝铸轧新原理，创造了电磁场铸轧技术与装备、快凝铸轧技术与装备，形成的生产线高效节能、品质优良；完成了特宽铝带轧线高技术改造、巨型水压机扩改工程、高性能特薄铝板技术开发等多项国家重点工程，为保证重要军工产品的制成和铝材产业进入国际先进水平提供了科技基础；提出了轧机驱动封闭力流理论，解决了我国引进的大型机组的重大设备故障，推进了4个相关产业的技术进步，产生巨大经济效益；系统研究了现代复杂机电系统的多过程交互规律和伴生奇异工况的普遍问题，提出复杂机电系统耦合设计理论与方法，建立机电耦合、界面耦合等耦合模型和大系统的全局耦合数理模型、数值求解方法和并行优化设计方法，为现代复杂机电系统的设计提供理论基础。融合制造科学、信息科学与材料科学，开展高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法研究，将制造界面的行为机理及其与信息传输的融合研究推向微观层次的多元交互研究。先后指导博士研究生30余名，硕士研究生40余名，博士后10余名，所指导的博士生中有1篇博士论文被评为全国优秀博士论文。先后发表论文200余篇，多篇论文被SCI和EI收录，出版专著3本。获有关成果奖励20余项，其中国家科技进步一等奖2项、二等奖2项，国家发明二等奖1项，并获“十一五国家科技计划执行突出贡献奖”、“何梁何利基金科学与技术进步奖”、“光召科技奖”、 “全国先进工作者”、“全国十佳女职工”等荣誉称号，被授予国家有突出贡献科技专家。