中南大学实现大型构件深部残余应力场中子无损精确测量

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。

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。