时速450公里科幻高铁问世背后的黑科技功臣
时间: 2025-03-28 14:33:42 | 作者: 新闻动态
近日,造型科幻的CR450动车组样车在北京发布,这标志着“CR450科学技术创新工程”取得重大突破,CR450动车组样车运营速度、运行能耗、车内噪声、制动距离等主要指标国际领先。
外观极具未来科技感的CR450可谓内外兼修,其试验速度时速450公里,运营速度时速400公里,制动距离更短、运行稳定性更优,动车组整车运行阻力降低22%、减重10%,并且行车与控制、司机智能交互、安全监控、旅客智能服务等方面得到数字化、智能化升级。
取得这样的成就,与开发团队在技术层面上狠下功夫不无关系。CR450使用永磁、镁合金、碳纤维等新材料,对关键部位加固,同时为整车减重:CR450牵引系统的永磁电机可带电在两千伏以上,转数每秒一百转,功率提高14.5%;碳纤维复合材料,轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳,让满载旅客“体重”从500多吨下降到460多吨。材料工程可谓是CR450提速的背后功臣。而为了确认和保证新兴技术应用能够稳定发挥从,研发团队开展了大量测试,这其中模拟试验不仅降低了成本,也快速缩短了测试周期。
生活与生产,只要有人类活动的地方,材料无所不包、无处不在。日常的衣食住行用,我们天天都会碰到诸如金属、橡胶、塑料、陶瓷等众多材料,小到一根针、一个塑料袋、一件衣服,大到交通工具、医疗器械、工程建筑、信息通讯、航天航空,处处都有材料工程的幕后功劳。
作为新一代信息技术的重要前沿方向,虚拟现实将深刻改变人类的生产生活方式。两种新兴技术摩擦碰撞,为未来的生活更美好点亮希望的火光。
作为国家层面的支持,工信部、教育部等五部门联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》以加快虚拟仿真技术与具体行业应用的融合。其指出,在中小学校、高等教育、职业学校建设一批虚拟现实课堂、教研室、实验室与虚拟仿真实训基地,开发一批基于教学大纲的虚拟现实数字课程,强化学员与各类虚拟物品、复杂现象与抽象概念的互动实操,推动教学模式向自主体验升级,打造支持自主探究、协作学习的沉浸式新课堂;并明确支持高等院校加强虚拟现实相关学科专业建设,鼓励产学研合作,推进高校、科研机构与企业联合精准育才,加强人才引进,扩大定向培养,培育一批复合型人才。
材料的研发过程复杂且难度较高,传统的实验方法消耗大、周期长。而以虚拟仿真技术开展实验,对材料工程的研究和教学起到变革推动。其不但可以减少实体实验的材料损耗,还能够快速缩短实验周期,并通过模拟手段实现对材料在全工况下的测试,达到传统实验没办法实现的效果。以类似的方法设计实验课程,用于相关领域人才的培养,有助于满足产业转型的需求。
在这一方面,恒点与高校共同开发了铝合金焊材设计的虚拟仿真实验项目,该实验项目面向产业实际的需求,专注于材料工程领域的高素质科技型人才教育培训。在安全、经济的模拟实验条件下,学生能够最终靠虚拟操作掌握合金成分的选择、配料算法和熔炼过程,培养创造新兴事物的能力与探索精神,强化理论应用于实践的水平。
除了虚拟仿真实验,恒点还开发出XR交互-资源开发编辑器,其基于零编程、流程化、模块化理念,大幅度的降低了教师制作教材对技术人员的依赖。在此基础上,恒点帮助校方建设智能研创中心,给学校因地制宜定制课程提供便利。
该编辑器兼容主流硬件设备,能够在多种头戴显示设备、台式机、手机、平板等设备上进行多人协同交互式操作,并还允许协同编辑、共同创作,为优质虚拟仿真资源的建设与共享提供了解决方案,更是深化和拓展了开放式教学的内涵。
当前,材料对经济和社会持续健康发展的推动作用尤为显著,科幻高铁CR450在材料工程的技术进步助力下突破原有时速瓶颈,正是材料革新推动着人类文明进步的生动例证。具有高科技属性的信息材料、智能材料、能源材料和生命材料,对全球高质量、可持续发展起到了支撑和引领作用。而虚拟仿真应用于材料科学的研究与教学,赋能工业数字化转型,从人才教育培训层面,推动新材料产业的高水平质量的发展,为实现2035年建成世界科学技术强国的目标贡献力量。
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