2023年10月20至11月12日，西南交通大学吴圣川教授一行应邀到日本原子能研究开发机构（JAEA）开展高铁轮轴残余应力合作实验研究。期间，吴圣川教授团队在2023年第8次JAEA物质科学专题讨论会上做了高速铁路发展及车辆结构服役评估技术进展的特邀学术报告。随后应日本九州大学的王亚飞特聘研究员邀请于2023年11月6日赴日本广岛参加13th International Fatigue Congress。
JAEA物质科学研究中心组织实施了本次线上线下同步进行的JAEA多个研究中心参加的物质科学专题研讨会，物质科学研究中心阶层构造研究室主任兼RESA应力谱仪负责人菖蒲敬久博士代表物质科学研究中心致欢迎词并主持了线上交流互动，阶层构造研究室研究副主任兼RESA应力谱仪科学家徐平光博士主持了交流现场会。
吴教授的讲演题目是“Service life evaluation technology of railway vehicle critical components”，他主要报告了中方研究团队近年来在先进轨道交通安全评价领域的相关研究进展。吴教授首先介绍了轨道交通运载系统全国重点实验室的主要研究方向，尤其重点介绍了翟婉明院士“翟方法/翟模型”对世界铁路技术发展的历史地位和作用。吴教授随后针对轨道车辆关键承载部件的结构完整性问题，引入断裂力学理论，提出了阶梯疲劳评估方法，将安全寿命和损伤容限分别作为第一级和第二级评估方法，并应用于高铁车轴、车轮、转向架、车钩等的结构完整性评估研究中。考虑到系统动力学响应对结构完整性的影响，吴教授进一步提出了耦合“大尺度系统动力学”和“微尺度损伤容限”的时域阶梯疲劳评估方法，并在磁浮列车托臂架、车轴等关键部件完整性评估中得到实践。最后，吴教授在利用日本研究反应堆No.3 (JRR-3)、日本大强度质子加速器(J-PARC)、中国东莞散裂中子源(CSNS)以及上海同步辐射光源等大型中子科学设施已取得的研究进展基础上，对未来的主要研究方向进行了总体展望，指出可以把同步辐射光源和中子源结合起来，原位研究车轮深度应力和疲劳损伤容限。
JAEA安全研究中心的材料构造安全研究领域长李银生博士、J-PARC研究中心的RADEN能量分辨中子成像谱仪科学家篠原武尚博士与苏玉华博士、TAKUMI工程材料解析谱仪科学家Stefanus HARJO博士与龚武博士，RESA应力谱仪科学家诸冈聪博士与柴山由树博士，中国科学院高能物理研究所高级工程师周良博士、西南交通大学奥妮助理教授、胡飞飞博士生、秦天宇硕士生等40余人积极参与了学术交流活动。其中，考虑到日本和中国四川均处于地震带上，李研究领域长特别确认了地震载荷对高铁关键承载部件所受疲劳载荷的影响问题的研究现状，吴教授表示这种偶发大变形的影响目前主要通过工程安全设计予以考虑，今后可以结合车辆系统大动力学获取振动响应以开展结构完整性评价相关的实验和仿真研究；菖蒲主任就西南交通大学国际合作交流与青年人才培养方针向吴教授进行了深入了解，他希望与西南交通大学的合作能成为JAEA大型中子谱仪设施的工程应用与国际化人才培养的一个典型范例，为中日双方培养大科学装置应用研究国际化人才；吴教授在会上也正式邀请日方合作团队访问轨道交通运载系统全国重点实验室及中国大型散裂中子源和同步辐射科学设施，徐博士代表日方团队愉快地接受了邀请，同时期待中方研究团队在2024年3月访问JAEA，并再次实施高水准的RADEN中子透射成像实验研究。
最后，物质科学研究中心长中岛健次博士做了热情洋溢的总结点评，勉励中日双方合作实验研究团队锐意进取，再创佳绩，不仅产出高水平科研成果，而且注重发挥对大型国际研究设施的科学支撑。
图1 吴圣川教授报告交流会的线下分会场风景
图2 中方赴日研究团队与JAEA合作团队部分成员的合影
图3 中日合作研究团队部分成员在JRR-3中子应力谱仪RESA的实验现场
实验期间，吴圣川研究员赴日本广岛举办的13th International Fatigue Congress，与国内外相关研究团队进行了友好交流，主要有中科院力学所洪友士研究员、天津大学陈旭教授，以及日本北海道大学Takashi Nakamura教授、日本材料研究所Fumiyoshi Yoshinaka博士、日本九州大学的王亚飞特聘研究员、法国高等工艺学校Franck Morel教授和特文特大学Le Viet Duc副教授等。此次学术活动宣传了实验室高铁技术领域主要成就，探讨了共同申报国际合作项目的具体细节。
(汇总：日本原子能研究开发机构 徐平光，西南交通大学 奥妮)
