专题
闫子权：深耕铁路基础领域研究久久为功
时间：2024-10-11 12:16
作者：高红义
“新时代新征程，我定会着力加强前瞻性、基础性、原创性研究，努力突破铁路基础领域科学问题，为铁路科技自立自强、提升中国铁路行业国际竞争地位贡献青春力量！”3月1日，在建院74周年之际，铁科院集团公司隆重举行《中国工程院院士传记——周镜传》暨弘扬科学家精神专题研讨会，闫子权作为青年科研工作者代表发出拳拳心声。
闫子权，中共党员，铁建所副研究员，长期从事钢轨扣件系统研发和轮轨关系基础领域研究等工作。提出科学问题“如何探明更高速度轮轨系统耦合机理及能力场分布特征？”被遴选为中国科协2023重大科学问题之一。先后主持或参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、国铁集团等省部级课题10余项，发表学术论文20余篇，参编行业标准5项、ISO国际标准8项，授权国家专利30余项，获省部级奖励2项。曾荣获铁科院集团公司科技开发奖、突出贡献奖等荣誉。
结缘钢轨扣件 致力关键部件自主研发
“铁科院具有浓厚的学术氛围和浓郁的人文关怀，是培养科学家和大师的沃土。”闫子权用自豪的言语表达着对铁科真挚的情感。2014年博士毕业后进入铁科院，从钢轨扣件研发到轮轨关系基础领域研究，他一干就是十个年头。入职不久后接到的扣件伤损分析研究，扎下了他要做好自主研发的根。
2015年7月，一条运营线路日常检查时发现个别区段扣件弹条存在异常伤损现象。“弹条伤损会直接导致扣压钢轨的扣压力失效，轨距保持能力下降，严重威胁列车运行安全。”为了解决该棘手难题，闫子权深入一线调研和试验，几乎跑遍了沿线所有扣件弹条伤损区段，对伤损位置、表面裂纹、内部性能等多角度进行检测，并开展伤损和未伤损区段现场动力学性能对比测试。
经过近半年的研究和试验，闫子权和团队首次揭示了扣件弹条伤损与车轮状态间的关联关系，完善了轮轨周期性磨耗对扣件弹条共振伤损作用机理，提出了减缓和抑制弹条共振伤损的工程措施，用科技创新降低了线路的运维成本，保障了列车的运行安全。
“随着列车运营速度的不断提高，轮轨激励频率逐渐增大，这对扣件弹条性能提出更高要求，在试验过程中，亟需解决室内试验设备高频加载问题。”为在实验室内有效再现实际工况下的高频轮轨力，闫子权积极参与弹条高频疲劳试验机的研制工作。
“试验设备很难同时满足大荷载和高频率的功能，在国内外各领域均无成功经验可循。”闫子权和团队从最初的实验原理入手，经过原理推导、原理机搭建、逐项功能验证、试验功能整合、原理机迭代等工序，剥茧抽丝逐项突破。
经过反复论证和试制试验，加载频率高达1000Hz的疲劳试验设备研发问世，填补了国内外该领域空白。该设备获多项国家专利授权，为我国铁路轨道关键部件研发提供了强有力的设备支撑。
“我们致力于铁路产品的自主研发，同时也致力于我国扣件‘走出去’。”闫子权积极推动我国扣件标准的国际化进程。2017年5月，国际标准化组织ISO成立TC269/SC1/WG7钢轨扣件工作组，闫子权作为工作组中国专家代表之一，针对我国铁路广泛应用的小阻力扣件及其试验方法、扣件试验参数等决定产品性能的关键项点，与英、德、法、日等国专家展开多轮激烈讨论，充分展示了中国铁路扣件的研发能力和技术水平，最终成功说服各国专家代表，将我国扣件相关试验方法纳入ISO国际标准中，并参与编制了8项ISO扣件系列国际标准，为世界铁路的发展提供了中国方案、贡献了中国智慧。
瞄准轮轨关系基础领域研究 板凳甘坐十年冷
“轮轨系统耦合机理是制约铁路高质量发展的关键核心问题，也是国内外铁路行业基础领域研究的热点和难点。针对轮轨关系基础领域研究，我们要秉承‘板凳甘坐十年冷’的工作态度和敢啃‘硬骨头’的科学精神。”闫子权瞄准了方向，稳下了心神，开始了近十年的基础研究。
“研究伊始便遇到了轮轨关系实验方面的诸多难题，很多实验方法不明，实验设备匮乏。”面对重重困难，闫子权和团队决定从构建实验方法开始。实验方法的优劣直接决定实验结果的可靠性和研究的正确性，而一个成功的实验方法是要经过无数次的考核验证，构建实验方法谈何容易。
“既然选择了方向，就要使命必达。”自此，东郊环行试验基地、京张铁路院内专用线等等，只要有轨道的地方，就是闫子权的试验场地。成功需要积累，一次次失败变成了他们的垫脚石。闫子权和团队始终发挥爱岗敬业、攻坚克难的党员先锋模范作用，“埋头苦干，无私奉献，实事求是，精益求精”是闫子权和团队经常说的一句话。
经过试验验证和方法修正的无数次循环，最终成功确定了“辨识铁路轨道结构模态特征”试验方法，荣获多项发明专利，奠定了后续轮轨关系试验研究的坚实基础。
“中国高铁技术从跟跑到领跑世界离不开每一位铁路人的付出，也离不开每一位‘走出去’的传播者。”闫子权在深耕轮轨关系基础领域研究的同时，也注重在国际上传播中国铁路声音。多年来，他与荷兰代尔夫特理工大学、德国慕尼黑工业大学、英国南安普顿大学等国际上多所知名研究机构保持良好沟通交流。2018年他受邀参加第11届国际接触力学大会，发表轮轨系统动态响应多普勒效应、轮轨系统振动对轨道部件伤损的影响规律等演讲，站在国际舞台，充分彰显了铁科院在铁路基础领域丰富的研究成果和深厚的科研底蕴，引起了国际铁路同行的广泛关注。
经过近十年的努力和探索，闫子权和团队逐渐开辟出从轮轨系统耦合模态角度探索轮轨周期性磨耗产生机理的新途径，并成功获批国家自然科学基金面上项目“高铁轮轨系统耦合模态对轮轨周期性磨耗影响机理及作用机制研究”，系统掌握了不同线下基础、不同轨道结构形式轮轨耦合系统的模态特征，探明了轮轨耦合系统动态参数对轮轨振动特性的影响规律，并理论再现了轮轨周期性磨耗的演化过程，为轮轨周期性磨耗抑制方法和工程措施提供了理论基础。
2023年10月22日，在第二十五届中国科协年会主论坛上，中国科协隆重发布2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。闫子权带领团队探索凝练的科学问题“如何探明更高速度轮轨系统耦合机理及能力场分布特征？”被遴选为2023重大科学问题之一。“轮轨瞬态滚动接触行为随列车运营速度的提高会越来越复杂，轮轨系统存在强摩擦力、多环境能量交互、高应变率载荷等复杂效应，我们在研究更高速度轮轨多环境场耦合接触行为时，探索性发现轮轨系统的能量交互与重构现象，这是我们提出科学问题的基础，入选2023重大科学问题也是对我们工作最大的肯定和对我们最有力的鞭策。”本次重大科学问题的入选实现了铁路行业“零”的突破，表明铁科院深耕轮轨关系基础领域的研究有了长足的进步。
突破束缚自立自强 攻关CR450科技创新工程
“服务国家重大战略，服务人民美好出行，这是铁路人的本职，助力铁路科技自立自强，是我作为铁路科研人的义不容辞的责任。”CR450科技创新工程是国家“十四五”规划确定的重大科研项目，闫子权和团队积极参与并推进相关技术攻关，负责国家重点研发计划“时速400公里高速铁路线路基础设施关键技术”力学行为与时空分布规律研究和轨道结构性能提升关键部件研发等工作。
为了更好地做好研发工作，闫子权积极参与济郑、郑万、福厦等时速400公里速度级基础设施综合试验，验证了轨道系统及其关键部件对时速400公里速度级的适应性和需要性能优化提升的关键部件参数。在克服疫情和天气影响、时间紧测点多、人员设备短缺等诸多困难前提下，圆满完成基础设施的各项测试任务，为时速400公里条件下基础设施各项性能的优化提升提供了数据支撑。
厚积薄发攻无阻，闫子权带领团队揭示了轮轨激励与轨道部件振动能量和疲劳性能关联关系，并在此基础上原创性研发出高自频低应力扣件系统，提高了弹条的高频性能和螺旋道钉的抗松退性能，增大了钢轨位置调整功能。同时积极推动研究成果在成渝中线工程建设中落地应用。
“党的二十大擘画了以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的宏伟蓝图，新质生产力也成为今年全国两会的热词，作为一名有着十几年党龄、身处新时代的党员，踏上新征程，定不负韶华不负时代。”闫子权继续带领团队着力加强前瞻性、基础性、原创性研究，努力突破铁路基础领域科学问题，为中国铁路高水平科技自立自强，培育发展铁路新质生产力，实现高质量发展，继续不懈奋斗。
原发媒体：铁科院原发时间：2024-03-26
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李松蔓
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