给高铁部件做“动态CT”：西南交通大学原位疲劳试验装置斩获巴黎国际发明展金奖

二月半

2026年4月30日至5月11日，第125届巴黎国际发明展览会在法国凡尔赛门展览馆举行。由西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室吴圣川教授团队牵头，联合四川大学王清远教授、上海光源肖体乔研究员等申报的成果“基于高分辨X射线成像的材料全场损伤原位疲劳试验装置”斩获金奖。这是西南交通大学首次参加这一创办于1901年、素有“发明界奥斯卡”之称的展会并获奖。

这台装置常被媒体通俗地称为“给高铁部件做CT”。动车组的车轮、车轴、构架等关键金属部件，长期承受高达数十亿次循环的复杂载荷，内部微小缺陷会在交变载荷下逐渐演化为疲劳裂纹，轻则导致部件提前报废，重则危及行车安全。传统疲劳测试只能等构件断裂后分析断口，磁粉、超声、涡流等检测手段又各有局限，难以在加载过程中实时观察内部损伤的萌生与扩展。吴圣川团队提出的“材料自由端超声加载”方案，使装置可以在0.1赫兹至20千赫兹的宽频带内完成低周、高周乃至超高周疲劳测试，并与高分辨三维X射线成像结合，如同给正在受力的金属材料做“动态CT”，把“只拍一张X光片”变成了“全程录像”。

按四川日报的报道，借助同步辐射X射线或高能微焦点X射线源，该装置可实现亚微米至微米级的空间分辨率，约0.03毫米的细微裂纹也难逃其眼，而一根头发丝的直径约为0.07毫米；完成一次疲劳损伤检测由传统方法的约3天缩短到1天，时间减少约七成，效率提高至少3倍，且整个过程对样品无损，可精确原位分析。

这项成果并非实验室里的“孤芳自赏”。研究始于2014年，团队与中车青岛四方机车车辆股份有限公司合作，在真实运营场景中获取磨损、受损的动车构件作为“病理样本”，积累了上千TB的实验数据，并借助人工智能技术实现海量测量数据的智能分拣，前后历经十年。目前该技术已获得中国发明专利和法国发明专利授权，作为核心技术支撑了国家标准GB/T 43896-2024的制定，据此提报的ISO国际标准已通过专家投票；装备已在上海同步辐射光源、北京高能同步辐射光源、欧洲同步辐射光源、英国Diamond光源等多个国家重大科技基础设施投入使用，并与成都美创途科技有限公司完成发明专利转让与技术合作。学校官网信息显示，吴圣川教授团队于2025年牵头荣获四川省科学技术进步一等奖。

把这项成果放回它生长的平台看，脉络更为清晰。轨道交通运载系统全国重点实验室的前身是牵引动力国家重点实验室，1989年经批准筹建，1996年通过国家验收，两次被评为优秀国家重点实验室，2022年重组为全国重点实验室，是我国轨道交通领域第一个国家重点实验室。实验室面向高速铁路、高速磁浮交通、重载铁路和新型城市轨道交通开展基础研究与技术创新，聚焦时速400公里级高速轮轨客运列车、3万吨级重载列车、时速600公里级高速磁悬浮及未来超高速磁悬浮等任务，先后主持获得国家科技进步一等奖2项、二等奖8项，科研成果4次入选中国高等教育十大科技进展。

放在全校视野中看，服役安全评价只是西南交通大学众多研究线中的一条。2026年6月22日，教育部部长怀进鹏到校调研，先后走进极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室、轨道交通运载系统全国重点实验室和高温超导高速磁浮工程化试验线，听取何川院士关于支撑川藏铁路等重大工程智能建养技术攻关的介绍、翟婉明院士关于高速铁路线路结构动态性能研究成果的介绍，并试乘高温超导高速磁浮工程化样车，了解“多态耦合轨道交通动模试验平台”等大科学装置建设进展。怀进鹏在座谈中说，西南交通大学“因铁路而生、因轨道而兴、因高铁而强”。

对铁路从业者和轨道交通相关专业学生而言，这类原位测试技术的价值不止于论文与奖牌。它把疲劳损伤评价从“事后断口分析”推向“过程中实时观测”，为车轴、车轮等关键构件的寿命预测与安全运营评价提供了新的数据基础，也让“状态修”替代“定期换件”有了更扎实的依据。对正在择校或报考的学生来说，依托这类国家级平台，研究生参与真实课题、接触大科学装置和主机企业一线数据的机会相对集中；轨道交通运载系统全国重点实验室近年持续面向全国发布开放课题，鼓励外单位科研人员围绕列车牵引传动与控制、运载系统服役安全等方向申报合作研究。

需要说明的是，本文所涉事实均以西南交通大学官网、实验室官网和四川日报等当期公开报道为准，不涉及任何未经核实的排名、就业率与录用数据。铁路科研的每一点进步，最终都要落到安全、可靠与成本上，这也是“动态CT”这类成果最朴素的价值。

参考出处：
[1] 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室官网
[2] 四川日报
[3] 西南交通大学国家卓越工程师学院官网
[4] 川观新闻·四川在线

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