在中国铁路科技攻关之路上奋力前行——记交通运输工程学院兆文忠教授及其科研团队

在建国后的中国铁路事业发展史上，我校无论是在人才培养还是科学研究领域都是一支有着突出贡献的重要力量。学校建校近60年来，一大批致力于中国铁路发展和自主创新的交大科研人员，竭心尽力，默默耕耘，为中国铁路客货车辆技术创新、铁路安全运行保障以及高速动车组的引进、消化、吸收、再创新的过程中做出了实实在在的贡献。这些人中间，交通运输工程学院兆文忠教授是其中的一个优秀代表，数十年来，他和他的团队始终急工厂之所急、需工厂之所需，理论密切联系实践，获得了一批深受工厂认可的科研成果。

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不寻常的成长路

1962年，18岁的兆文忠以优异的成绩考入东北大学机械系。大学六年毕业后，兆文忠从祖国东北去到了西北，到新中国成立后最早建设的大型铜硫联合企业、甘肃白银有色金属公司工作。在那里，他一呆就是12年，先后做了三年钳工、三年车间技术员、六年研究所工程师——他把人生中最宝贵的青春留在了祖国的大西北。然而，这期间也让他逐渐形成了尊重实践，敬畏理论，知行合一的人生态度。

1980年，兆文忠从西北甘肃回到家乡辽宁，此时，他已经是36岁的“大龄青年”。回到家乡后，他选择到我校（时为大连铁道学院）攻读工程力学专业硕士研究生，因为在大学期间就特别喜爱数学和力学。当年他的研究生入学英语成绩是辽宁省第一名，颇为传奇的是，他早前学的外语门类是俄语，而非英语，硬是凭着毅力和聪慧靠自学成为当年辽宁省硕士研究生入学考试英语单科状元。

因求学期间成绩优异，毕业后留校任教。1986年，他被破格晋升为副教授，1994年晋升为教授，1998年被评为博士研究生导师。颇令人感佩的是，1989年4月，国家公派留学美国，这期间，他拒绝政治绿卡，坚持一定回国的决定令当时周围的许多人不解其意，而事后的事实证明，回国以后“辛苦并快乐着”的人生其实也很有意义。1997年3月，国家再次公派留学美国。

留校工作后，兆文忠一直从事车辆工程领域的教学与科研，学术研究主要集中在结构优化设计领域及结构性能数值仿真技术，曾获国家科技进步二等奖（排名第三）、教育部科技进步奖二等奖（排名第二）、大连市科技进步一等奖（排名第一）、中国铁道学会科学技术二等奖（代表学校）、大连劳模等多项奖励。每当谈到这些奖励时，他总是淡定地说：这些奖励，没有一项是我刻意追求的，“水到渠成自然好。”

他曾为全国主要轨道车辆制造工厂解决了许多技术难题，其中不仅涉及我国首次研制的吨位最大的380吨钳夹车、世界载重吨位最大的450吨落下空车、当时我国速度最快的270Km/h高速车、160Km/h动力分散摆式车、不锈钢点焊结构轻轨车，而且还涉及到了我国首次研制的重量最轻的常导中低速磁悬浮车、450Km/h高速磁悬浮车、出口澳大利亚最重轴重40吨的重载单元列车，以及前几年服役的所有型号的高速动车组产品。

如今，兆文忠教授已经在我校学习和工作整整35年，自己也年逾古稀。35年来，他从一名大龄“老研究生”已经成长为中国铁路科研领域中的一位学者与专家。在校内与校外，尤其在铁道部工厂系统内，兆文忠教授都有着良好的声誉与评价。他自己也将大半生无怨无悔地奉献给了交大，奉献给了自己热爱的祖国需要的教学与科研事业。

２

“实践是验证创新的归宿”

“文化大革命的工余时间，我养过鸡，修过电视，干过木匠活，还会开锁。拌饺子馅时，盐放的是否合适，我只用鼻子闻闻。”采访时，兆文忠教授笑着跟记者谈着自己那些年的业余经历，然而，那时也从不忘记读书与思考。也正是这种难得的经历，锻炼和养成了他特有的创新能力和实践能力。敏锐地发现问题症结，坚持独立思考、坚持实践是验证创新的归宿——这已成为兆文忠教授从事科学研究的一种“习惯”。

若干年前，齐齐哈尔车辆工厂研制的380吨液压钳夹车要为日本日立公司从天津港往内蒙托克托电厂运送300吨的发电机定子。为此，日立工程师设计了一个钳夹端盖。但兆文忠教授发现其设计并不合理，如不改变设计，下端螺栓将处于高应力的危险状态。在一位老工程师的配合下，他对日立设计进行了修改，并提出了一个计算模型十分简洁的新方案，新方案的螺栓应力分布趋于均匀，上千公里的在线监测下的运用实践证明了他的修改是正确的。

后来，兆文忠把这个案例做成挂图挂在了他的办公室外，希望他的学生和其他青年教师看到时能有所启示。一次，法国阿尔斯通的工程师在他的办公室外用手机“偷偷地”拍下了这张图片。“因为他们也要用这样的方式运输电机定子，其实，这是我的知识产权。”兆文忠教授微笑着说。

然而，兆文忠教授认为，实践和创新能力的培养并非易事。“创新能力的培养是一个自我约束过程 ，人最难的是靠自身的力量管住自己。”他说自己在学习与科研的实践过程中，从不原谅自己所犯下的每一个小错小误。

他同时指出，能力的培养是不区分大小、不挑场合的，“创新能力的提升是一个无止境的累积过程”。

他告诉自己的学生和青年教师：“创新没有捷径，在创新的路上，要记住王选院士的名言：先装脑袋、后装口袋。他还多次强调：不要做虚功，不要急功近利，不要将不成功的理由推向给社会。良好的理论修养是创新的不竭动力。在学术报告《有理走遍天下——同工科学生谈打好理科基础》中，再次谈到了他的实践体验。

３

各次铁路大提速的参与者和见证者

自1997年开始，随着中国铁路科技的日益发展，在线运行的铁路列车进行了总计6次全面大提速。在每一次大提速中，兆文忠教授及其团队都是重要参与者和见证者。在为提速所做的技术服务工作中，他和他的团队经常参与提速列车结构改进后性能是否更安全的项目论证。

“正是因为有大量科研技术人员的不断研究和攻关，为第六次铁路大提速奠定了基础，也为国外技术的引进提供了技术保障。”2007年，中国铁路迎来了第六次大提速是兆文忠这样回答《大连日报》记者的采访。事实上，他和他的团队就是这些科研技术人员中的一支中坚力量，他们的艰辛付出为全路安全运行和客运车辆车体改进做出了具体的贡献。

第六次铁路大提速主要采取“引进、消化、吸收、再创新”的方式，主要是先从日本、法国、德国分别引进时速200公里、300公里的高速列车。由于服役环境的改变，引进的技术遇到了一些新的问题，主机厂每次将修改方案提交给兆文忠教授所在的团队之后，都能得到快速的响应和满意的答复。那个期间，主机厂的工程师“五加二，白加黑”，兆文忠教授的团队同样是“五加二，白加黑”。（注：五加二，意味着每周一天也不休息；白加黑，意味着黑天经常加班），最忙的时候，他经常是早上第一个航班飞到北京，晚上飞回大连，像“通勤“那样去北京“上班会诊”。在谈到国外对中国高铁的发展速度之快很不理解这个话题时，他认真地说：国外有这样拼命干活的吗？如果没有，他们还有什么好说的呢。

兆文忠教授对他的团队的成员经常讲：搞高铁，义不容辞。我们一定不要辜负国家、学校与工厂的信任，因为信任才是最重要的财富。在去年与今年的欧亚交通大学校长论坛的学术报告会上，他的团队关于高铁的科研案例给入会者留下了相当深刻的印象。

４

希望后辈们“青出于蓝而胜于蓝”

多年来，兆文忠教授培养了一批学术、学科青年带头人。一些青年教师在他的带领下，科研能力和科研水平迅速提升，已能独立承担了各类重大科研项目的攻关任务。这些他的学生和后辈，正日渐成为我校科研领域的骨干，也将成为交大人服务中国铁路事业的新生力量。

如今，兆文忠教授已经71岁，并于去年6月正式退休。但是，古稀之年的他又被学校“招回”，继续带领和指导他的科研团队活跃在教学与科研第一线。目前，他的跨学科的团队依然很大，绝大多数有博士学位，其中教授就有10人，且5人是博士生导师。

兆文忠教授团队的主要成员、我校交通运输工程学院院长陈秉智说：“兆老师亦严亦慈，待人宽厚。多年来，他带着我们做项目，组织开展各种交流讨论会，也带着我们深入工厂第一线。每当我们遇到疑难与困惑，他总是给我们以最大的帮助。很多人在他的带领和帮助下，在科研和教学领域取得了长足进步。”

正是在兆文忠教授的带领下，大连交通大学载运工具先进技术研究团队于2005年获批为《中国北车集团-大连交通大学虚拟产品开发技术研究中心》；2006年获批为《辽宁省轨道交通工程技术研究中心》；2007年，获批辽宁省高等学校创新团队之一；2008年，获批为《大连市复杂装备虚拟样机技术工程研究中心》。

兆文忠教授及其团队研究领域宽广、深入，特别注重有实效的学术交流与前沿性的科研对接。尤其是与美国密歇根大学的世界最著名的焊接结构专家董平沙教授、美国莱特州立大学著名的计算流体力学专家黄培嘉教授、与香港理工大学著名的结构健康监测专家倪一清教授，以及北京工业大学著名的结构优化专家隋允康教授的合作，既开花，又结果。这些合作，为团队的年轻教师快速成长提供了一个具有一流水平的研究平台。

近五年来，兆文忠教授科研团队成员共完成国家863子项目1项、国家自然科学基金项目4项，主持铁道部开发项目8项，国际合作项目1项、国家科技支撑计划项目4项、团队年均科研总经费位于学校先进行列。

2014年12月，在一次内部交流会上，兆文忠教授殷切地对后辈们说：“泰山不拒细壤，故能成其高；江河不拒细流，故能成其深。衷心希望各位青出于蓝而胜于蓝！”——希望团队里的青年教师能够“青出于蓝而胜于蓝”，这也是这位老教授内心里最殷切的希望吧！

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哈大高铁的首批“乘客”

2012年10月8日，哈大高铁开始试运行，车厢里搭载的是大米等重物。可这些大米还算不上是哈大高铁的的第一批“乘客”，因为早在该年6月中旬，兆文忠教授领导的科研团队的成员就已经登上过这趟列车，与中国铁道科学研究院、北京交通大学、西南交通大学等单位的科研人员一起在列车上进行搭载实验，收集和分析高铁运行的各项数据。

哈大高铁是世界上第一条投入运营的穿越高寒地区的高速铁路，面对外部的高寒环境，列车车体、转向架、设备舱都需要进行严密的改进。兆文忠教授领导的我校科研团队，结合CRH380B型高寒动车组在哈大线路上的试验运行情况及该车设备舱温度场的数值仿真计算结果，在车体上布置温度测控点，选择用光纤光栅传感器进行测试。这种温度测试设备还是首次在国内运用到高铁设备舱内。这种传感器不受任何电磁信号干扰，在-60℃的条件下仍可正常工作，对电磁信号强烈的高寒动车组而言，极为有利。据了解，这一测试设备将随哈大高铁跟踪测试120万公里，它获得的测试数据对我国“高铁走出国门”很有参考价值。

哈大高铁开通之前，兆文忠教授团队一直为高寒动车组的设计创新提供技术服务。他们的服务为列车在寒冷天气下安全运行提供了一份有力的保障，该工厂甚至这样评价：他们既是大连交大的人，也是我们工厂的自己人。

兆文忠教授团队近期另一主要攻关课题是怎样使哈大高铁冬季运行时车下转向架积雪现象缓解。在超级计算机上的CFD两相流数值仿真计算结果表明，他们已经取得了一定的进展。

“理论基础越扎实，赶超国外同行就越有信心与能力，哈大高寒动车组为我们提供了一个难得的锤炼机遇。”

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小焊缝上有大学问

焊接结构是双刃剑：一是优点突出，轨道车辆制造行业不可能没有焊接结构；二是缺点也突出，因为它的抗疲劳能力低下，焊缝易发生疲劳破坏，而这种疲劳隐患又具有相当的隐蔽性，一旦出现疲劳问题，后果不堪设想。

多年来，我国轨道车辆上的疲劳失效就主要发生在焊接结构的焊缝上。虽然在这个问题上兆文忠教授已经关注很久，但是2005年底发生的一次意外事故，彻底将兆文忠教授及其团队推到了这个“风口浪尖”上。从此，他投入了极大的精力潜心思考“小焊缝上的学问”。在出差的路上，已经被“啃破”的一本专业书依然爱不释手。

2006年正月十五元宵节那一天，他带着新旧方案的疲劳寿命计算报告跑到青岛四方车辆研究所的疲劳试验台验证计算结果，计算结果与试验结果的可比性，让他无比兴奋，因为工厂及铁道部正在急切的等待他的这个报告。这个事件，让他看到了我国轨道车辆焊接结构的设计误区，也看到了一些人的研究误区。

然而，在他将国外标准译成中文交给工厂的同时，他又思考着这些标准中的困惑。终于，在2008年，通过十几封电子邮件的你来我往，与从未见过面的被写进美国ASME标准的《主S-N曲线法》的发明人、世界最著名的焊接结构大师，美籍华人董平沙教授建立了学术联系。凭借对董平教授理论的“引进、消化、吸收、再创新”，困惑迎刃而解，一个特色鲜明的科研方向在大连交大从此而生。

近年来，在解决工厂一系列疑难项目的同时，他和他的团队又为中国南车、北车集团下属工厂举办巡回演讲，“道理，深入浅出；案例，举一反三”的演讲内容深受工厂欢迎，其结束语：“横看成条侧成峰，焊缝曲折绕车行，识得应力真面目，治理疲劳定从容。”更是在大江南北的工厂里深深地刻下了我大连交大的一份责任与担当。