1. 合作机构一：The University of Manchester国家结构完整性中心

负责人为英国皇家工程院和科学院两院院士Philip J. Withers教授（中国工程院外籍院士）。自2016年起与Withers院士一起开展材料缺陷表征及其服役损伤演化合作，于2019年以国家公派高级研究学者身份前往英国合作至今，形成多篇高水平论文如Nature子刊、Acta Mater、Mater Des、Int J Fatigue等共30余篇，为中国高铁关键部件（如车轴、构架）的疲劳强度及可靠性设计提供了重要支撑，充分利用双方顶尖研究平台和资源，实现高质量、高效率、高指标的国际合作。

疲劳损伤是高铁车轴的关键科学问题之一，准确地预测出固有或者潜在缺陷的演变特性，确保列车不发生关键部件失效，是结构设计及服役评估的首要任务。例如，车轴运行中遭受因空气动力学效应卷起的道砟、冰雪等异物击打，严重破坏车轴结构完整性。因此，研究异物致损车轴失效机制及损伤特性，有助于探索极端复杂环境下车轴延寿防护技术，从而为铁路车辆结构的抗疲劳断裂评价提供理论参考。目前，中国高铁已由大规模建造转向高质量运用阶段，车轴发生疲劳断裂的风险剧增，必须确保和提升轨道交通车辆在更高速度、极端苛刻及复杂环境下长寿命、高可靠运用的绝对安全性。曼彻斯特作为世界工业革命的起源城市和科学重镇，铁路从此处延伸至伦敦，通过国际项目，为中国高铁“走出去”搭建民间良好的合作关系，确保高水平合作。

2. 合作机构二：Japan Atomic Energy Agency中子科学研究中心

属于国立研究开发法人，是日本原子能相关领域的最大综合性科学研究机构，于2005年10月1日由两个国立研究机构（日本原子能科学研究所和核燃料循环开发机构）合并而成。在日本国内简称为“原研”或“原子力机构”。日本原子能研究开发机构是同时拥有原子反应堆中子源(JRR-3)、大强度质子加速器散裂中子源(J-PARC)和高能同步辐射源(SPring-8)三大系列量子束科学研究设施及多台残余应力和材料织构测试谱仪的国际著名研究机构。2020年以来，团队负责人与JAEA的海外著名华人学者Pingguang Xu和Yuhua Su及日本著名学者Takahisa Shobu合作，就日本新干线和中国高速动车组用感应淬火S38C车轴三维残余应力分布及其影响率先开展了探索，初步掌握了大尺寸试样残余应力表征方法。

3. 合作机构三：上海同步辐射光源、中国散裂中子源、北京高能同步辐射光源

同步辐射硬 X 射线（SRX）相衬成像兼具强穿透、高分辨、非破坏等优点，是目前表征块体材料内部裂纹及其萌生扩展的最先进技术手段。研究表明，SRX相衬成像和衍射成像可无损获得块体材料内部晶粒空间形貌、晶面取向、残余应变分布等重要信息，大大加深了对结构内部微观损伤行为的可视化认识。尽管如此，目前对高密度材料的高铁车轴相关研究还未见公开报道。中子具有深穿透、非破坏等特点，在大尺寸部件三维残余应力的测试中具有不可替代作用。在铁路领域，相关研究主要集中于车轮和钢轨；最近，Hutar团队首次采用中子衍射获得了感应淬火EA4T车轴的残余应力，显示出无损测试三维残余应力的巨大优势。中国散裂中子源（CSNS）应力谱仪和成像谱仪基本具备了表征大部件应力和缺陷的硬件能力。日本原子能研究开发机构（JAEA）反应堆JRR-3和加速器J-PARC，在应力场测试评价方面形成了领先的技术能力。当前，团队正基于先进光源三维成像和衍射的原位实验装置，开展车轴缺陷演化、残余应力场的原位研究，积累高铁车轴深部应力分布和损伤机制的基础数据，为表面强化国产DZ2车轴的剩余寿命预测提供技术支撑。