当前研究课题和教学项目-交通运输装备轻量化研究所

当前研究课题和教学项目

1、高强度镁合金和镁基复合材料制备成型、宽幅型材挤压技术与装备研究

针对高强度镁合金和镁基复合材料需求，以及当前大规格镁合金型材工艺不稳定、难矫直、成本高等现状，开发宽幅薄壁镁合金型材模具设计、挤压及矫直等关键技术，满足轨道客车对镁合金型材的实际要求。

（1）高强度镁合金和镁基复合材料制备与高效率（半固态）成型、镁合金宽幅型材模具设计及挤压工艺技术和镁合金型材的矫直工艺技术，建立宽幅镁合金型材组织性能调控制度；

（2）镁合金大规格型材及板材的半固态高效率成型技术与装备；

（3）大塑性、高韧性镁合金成分优化设计与制备工艺设计；

（4）镁合金熔液的纯净化技术、大规格铸锭技术、复杂断面型材生产技术与装备；

（5）基于热力学计算和有限元数值模拟，研究镁合金挤压变形行为，与模具间界面摩擦条件，及合金组织与力学性能变化规律；

（6）利用现有镁合金材料性能数据库，结合具体镁合金型材产品服役性能要求，开发建立镁合金宽幅挤压型材的产品设计平台，设计制作镁合金轨道客车用宽幅型材产品；

（7）镁合金宽幅挤压原理样机设计制造。

2、面向智能高速列车的镁合金、铝合金、钛合金高速列车碰撞吸能-吸振模块设计与制造技术

（1）镁合金蜂窝结构设计制造技术及其冲击吸能表征；

（2）铝合金、钛合金蜂窝结构冲击吸能模块设计制造及冲击吸能表征；

（3）冲击吸能模块制造装备（自动化生产线）开发；

（4）镁合金、铝合金超塑性精密成型制造技术和产品开发；

（5）钛合金增材制造（3D打印）技术和产品开发等。

3、轻合金材料及其结构器件的减振吸能性能研究

（1）镁基和铝基减振合金及结构器件的动态力学行为研究；

（2）新型镁基及铝基减振合金制备工艺及其性能的研究；

（3）镁基和铝基减振合金的成型工艺及产品开发；

（4）轻质缓冲吸能合金模块的研究与开发。

4、高强度镁合金列车车体型材，车体制造技术和下一代真空管道运输系统镁合金真空舱制造技术研究

（1）镁合金型材的结构设计；

（2）镁合金微型代步车开发--外观设计与结构设计；

（3）镁合金悬轨车（空轨车、挂轨车）车体、真空管道交通胶囊式乘员舱外形设计与内部设计规划；

（4）新型镁合金高速列车车体制造技术和下一代真空管道运输系统镁合金真空舱制造技术研究。

5、镁合金（铝合金）车体焊技术、材料与专用装备研究

研究开发一种高效率的固态焊接技术-搅拌摩擦焊（FSW）技术和装备，用于轨道列车镁合金车体焊接生产，从车体模块焊接到车体总装焊接，全部实现固态焊接。

（1）镁合金大型结构焊接方案研究；

（2）镁合金-镁合金，镁合金-铝合金，镁合金-钛合金，镁合金-钢焊接技术与方案研究；

（3）FSW高速列车镁合金型材的模块化焊接生产技术及其装备，如侧墙、车底板、车顶等模块；

（4）车体总装FSW技术及其装备；

（5）异种材质镁合金、镁合金-铝合金FSW技术与装备等；

（6）FSW接头及结构的性能和寿命评价方法等。

6、轻量化镁合金（铝合金、钛合金）车载结构与镁合金车体静态与动态性能分析研究

（1）循环应力、高速变形下的镁合金挤压型材和板材裂纹萌生与扩展机制研究；

（2）特定镁合金（钛合金、铝合金、高强度钢）结构的刚度、噪声、振动等可靠性评估；

（3）镁合金车体模态和整体静态刚度计算与评估；

（4）镁合金车体动态刚度与循环载荷作用下变形-寿命分析与评估；